极地船蝶阀及管道内不同开度下海水—冰晶两相流流场特性及冲蚀数值模拟

文章以极地船海水冷却系统中的蝶阀及管道为研究对象,在Fluent平台上采用RNG k-ε湍流模型及DPM模型,计算得到了海水—冰晶两相流在蝶阀管道中的流场特性及冲蚀磨损,并选取3个有代表性的蝶阀开度即30°、60°和90°的计算结果进行对比。研究结果发现:蝶阀的开度越大,流场越稳定。各开度下阀板前、后缘与管壁间都存在2个高速区,且阀板前后压差随开度增大而减小,阀板后存在负压区域,涡流现象随开度增大逐渐消失。此外,蝶阀开度越大,蝶阀受到冰晶颗粒的冲蚀磨损越小,最大冲蚀速率也随之减小。研究还得到了蝶阀管道受冲蚀磨损较严重的位置,为船用蝶阀在不同工况下提供科学预测和参考。     

湍流模型对弯管磨损计算的影响分析

[目的]弯管是船舶管路系统中的常见部件,为准确预测弯管内部的磨损情况,[方法]采用数值模拟方法对弯管内部的流场进行计算分析,主要从湍流模型对弯管流场计算的影响以及湍流模型对弯管处冲蚀磨损计算的影响这2个方面,对弯管内固、液两相流的磨损预测方法进行深入研究。[结果]结果表明:SST k-ω湍流模型结合Oka磨损模型可以较准确地计算弯管处的冲蚀磨损速率;湍流模型会给磨损计算带来显著影响,不仅影响最终磨损计算的数值大小,同时还会给预测的相对磨损分布情况带来明显差异。[结论]研究成果可为后续管路磨损预测的工程应用提供相关依据。     

高压差流量调节阀流道低噪声优化设计

针对船舶海水系统流量调节阀节流噪声突出的问题,采用计算流体力学的方法对流量调节阀在大压差工况下的内部流场分布进行仿真计算。基于原调节阀内流道流场计算结果,对调节阀流噪声产生的机理和原因进行分析。根据流量调节阀噪声产生原因,结合阀门低噪声设计的基本理论,对流量调节阀的内流道进行优化设计。对优化流道的流场计算结果表明,优化后的流量调节阀最高流速有效降低,阀后低压区面积减小,分割流道设计使阀芯内漩涡消除,阀后漩涡强度减弱,从根本上降低阀门流噪声,为流量调节阀的低噪声优化设计提供指导性建议。     

某型柴油机气体减压阀设计技术分析

通过对某型进口柴油机的气体减压阀的结构研究,分析了减压阀压力调节方式、压力比较机构、调压弹簧配置方式、阀芯受压形式和阀口密封形式等结构,深入研究了减压阀的密封性能、阀芯功能,提出了减压阀进口原件属阀芯力反馈带自密封特性的非完全平衡减压阀结构型式,阐明了该型减压阀设计的关键技术,为气体减压阀自主设计和维修提供了依据。     

基于仿真技术的波浪补偿装置限速安全阀关键性能研究

限速安全阀为天车型被动波浪补偿装置核心部件。文章通过对限速安全阀组成和原理的分析,采用AMEsim建立仿真模型,并从压力敏感阀及主阀结构参数入手,对限速安全阀动态性能进行仿真研究。结果表明压力敏感阀通径大小,以及主阀芯阈值大小对限速安全阀动态性能具有较大影响。     

船用燃气轮机进气滤清器冲蚀行为研究

冲蚀磨损是引起船用进气滤清器材料损坏的重要原因之一。针对滤清器的冲蚀行为,基于Finnie冲蚀模型分析了入口空气流速、杂质颗粒质量流量、粒径及结构参数对冲蚀速率的影响。结果表明,滤清器弯折角处最易发生冲蚀磨损,可通过改变局部材料耐磨性能来提高滤清器的耐冲蚀能力;在颗粒质量流量以及粒径一定的情况下,冲蚀速率与入口空气流速的平方成正比;在相同的空气流速下,对于等粒径杂质颗粒,冲蚀速率随质量流量线性增加;粒径对冲蚀速度的影响较为复杂,在空气流速和颗粒质量流量一定时,冲蚀速率随着粒径的增加而急剧下降,但当颗粒粒径大于200μm时,粒径对冲蚀速度影响变小。     

湍流作用下颗粒旋转对海水管道的冲蚀磨损过程分析

为了进一步准确预测海水管道携沙的冲蚀磨损,分析了湍流作用下颗粒旋转的冲蚀磨损过程。基于计算流体力学与冲蚀磨损理论,建立了颗粒旋转的数学模型。首先验证了双向耦合对流场的影响,计算了不同冲蚀磨损模型在考虑颗粒旋转条件下的磨损率,讨论了斯托克斯数对磨损位置的影响,分析在考虑颗粒旋转时下不同流速下冲蚀磨损过程。结果表明:考虑颗粒旋转条件下,颗粒在弯头处的运动轨迹发生明显改变,一部分颗粒在惯性力的驱动下直接冲击弯头,另一部分颗粒与弯头产生碰撞后在旋转升力的作用下环绕管壁运动,使得颗粒与壁面碰撞次数增多,颗粒获得充分发展,管道最大磨损率上升。     

数字式流量阀

在联邦德国液压件市场上出现了一种新型的数字式流量阀.这种MDV型数字阀将计算机技术同液力传递紧密地联系在一起.放大器部分是由一台微处理器将数字信号输给阀的步进马达,然后偏芯轴直接驱动三位四通或三位三通主阀芯.动作时确定的每一步阀芯行程,均给出相应的流量.阀芯也通过步进马达对中.阀芯回零位置由一个光感传感器监测.该阀可用于闭式调节回路,也可装一个压力平衡机构后用于开式控制回路.     

船用流量平衡阀声学性能仿真预测研究

应用Solidworks软件对某型船用流量平衡阀流道结构进行优化设计,首先将几何模型导入Fluent软件中进行压力场和速度场仿真分析计算,获取改进后的阀体三维模型。进一步利用Ansys软件和声学分析软件LMS预测了流量平衡阀在不同工作压差和阀芯位移下流道的噪声和振动特性曲线,分析结果表明:阀体噪声和振动随着工作压差和阀芯位移的增加而变大。本文对于冷水系统各类阀件减振降噪设计具有一定的指导意义。     

先导式大通径气动电磁阀动态特性仿真分析

从先导式大通径气动电磁阀的工作原理可知主阀复位弹簧刚度、预紧力和先导阀阻尼孔尺寸等结构参数对电磁阀动态特性产生影响。利用AMESim仿真软件建立先导式大通径气动电磁阀的仿真模型,通过仿真对比分析不同结构参数与主阀芯运动速度、位移等运动参数的影响关系,为产品的优化设计提供依据。