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气动回扩锤的计算机仿真与优化研究

工程机械 2008年第1期39卷 16-19+5-6页

作者：徐绍军徐大鹏徐海良梁武中南大学机电工程学院中联重工科技发展股份有限公司

气动回扩锤作为一种新型非开挖工程设备,理论研究和设计方法都还不完善。首先对气动回扩锤的结构和工作原理进行了分析,指出其与传统气动冲击锤各方面的不同。应用气体动力学和气压传动系统动力学的相关原理,对气动回扩锤内部活塞的工... 详细信息

气动回扩锤作为一种新型非开挖工程设备,理论研究和设计方法都还不完善。首先对气动回扩锤的结构和工作原理进行了分析,指出其与传统气动冲击锤各方面的不同。应用气体动力学和气压传动系统动力学的相关原理,对气动回扩锤内部活塞的工作机理进行分析,建立了回扩锤活塞运动过程中运动参数、力学参数、结构参数及动力参数之间的相互关系,得出气动回扩锤活塞工作过程的动力过程数学模型。在建立数学模型的基础上,研究了气动回扩锤的活塞运动规律计算机仿真设计和参数优化设计的方法,并检验这种方法的有效性,为气动回扩锤的设计提供理论依据和更为有效的方法。

关键词：气动回扩锤计算机仿真优化设计

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长短叶片对射流式自吸离心泵性能的影响

中南大学学报（自然科学版） 2019年第8期50卷 2033-2042页

作者：董亮潘琦刘厚林代翠徐建红徐海良江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013 江苏大学能源与动力工程学院江苏镇江212013 君禾泵业股份有限公司浙江宁波315171

为了提高射流式自吸离心泵性能,以1台比转数为34的射流式自吸离心泵为研究对象,从试验与数值计算2个方面对比分析6叶片(6个长叶片)与8叶片(4个长叶片和4个短叶片)在2种条件下模型泵的外特性及噪声特性的变化规律。基于试验泵测试系统以... 详细信息

为了提高射流式自吸离心泵性能,以1台比转数为34的射流式自吸离心泵为研究对象,从试验与数值计算2个方面对比分析6叶片(6个长叶片)与8叶片(4个长叶片和4个短叶片)在2种条件下模型泵的外特性及噪声特性的变化规律。基于试验泵测试系统以及数据采集系统建立实验平台,实现射流式自吸泵性能参数以及内声场噪声的同步采集。研究结果表明:额定工况下优化模型的扬程较原模型提高12.6%,效率提高0.8%;射流泵内部水动力噪声降低1.6%,外场流动噪声降低2%左右。

关键词：射流式自吸离心泵长短叶片外特性噪声

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颗粒粒径对深海采矿提升泵工作性能影响分析

海洋湖沼通报 2016年第5期 50-59页

作者：徐海良曾义聪陈奇周卓中南大学机电工程学院湖南长沙410083 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083

为研究颗粒粒径对深海采矿提升泵工作性能影响,采用RNGκ-ε湍流模型和Hinze-Tchen颗粒湍流粘性系数模型,运用Fluent软件对采矿提升泵内固液两相流进行数值模拟,比较不同的颗粒粒径对采矿提升泵内颗粒浓度、速度、压力分布的影响,进而... 详细信息

为研究颗粒粒径对深海采矿提升泵工作性能影响,采用RNGκ-ε湍流模型和Hinze-Tchen颗粒湍流粘性系数模型,运用Fluent软件对采矿提升泵内固液两相流进行数值模拟,比较不同的颗粒粒径对采矿提升泵内颗粒浓度、速度、压力分布的影响,进而分析颗粒粒径对扬程、效率等工作性能的影响,指导深海采矿提升泵的设计。研究结果表明:在转速、流量、颗粒体积分数不变情况下,随着颗粒粒径增大,泵的扬程和效率都逐渐下降;叶轮叶片中前部流道内浆体的颗粒浓度大幅上升,叶轮流道内颗粒动态沉积更加严重,叶轮流道过流面积随之减小,反而加大了叶轮流道内贯流的相对速度,从而有效地抑制了边界层分离的发生,但在叶轮叶片中后部压力面上浆体压力下降幅度较大,泵内浆体总压逐渐下降,扬程随之减小;在叶轮出口处,流道内固液两相流的速度差异增大,在叶轮出口处形成的射流-尾迹结构增强,并在空间导叶流道内形成更加明显的二次流及漩涡,从而加大水力损失,降低效率。实验证实了数值模拟方法的可行性及准确性。

关键词：颗粒粒径深海采矿提升泵工作性能

矿浆泵内转速对固液流体速度矢量分布的影响分析

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机械科学与技术 2017年第3期36卷 329-334页

作者：徐海良周卓杨放琼陈奇中南大学机电工程学院长沙410083 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083

为了研究转速对深海采矿矿浆泵内部流动特性及对工作性能的影响,应用欧拉模型,RNGκ-ε(Renormalization-groupκ-ε)湍流模型及SIMPLEC算法,对矿浆泵叶轮及空间导叶内固液两相流场进行数值模拟,研究叶轮叶片和导叶叶片的绝对速度分布... 详细信息

为了研究转速对深海采矿矿浆泵内部流动特性及对工作性能的影响,应用欧拉模型,RNGκ-ε(Renormalization-groupκ-ε)湍流模型及SIMPLEC算法,对矿浆泵叶轮及空间导叶内固液两相流场进行数值模拟,研究叶轮叶片和导叶叶片的绝对速度分布及外特性的影响。结果表明:随着转速n的增大,叶轮流道区域内的边界层更易分离,过流能力减弱,在叶轮出口处,射流-尾迹结构越强,水力损失越严重。空间导叶流道进口处的冲击更加猛烈,此区域流动愈加混乱,在导叶压力面进口处出现了范围更大的二次流。但随着转速n的增大,混合流体在导叶吸力面进口处的流动分离被抑制了,增大了过流能力,减弱了水力损失。

关键词：深海采矿矿浆泵转速固液两相流数值模拟

基于流声耦合法的超低比转数离心泵空化特性研究

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农业机械学报 2017年第12期48卷 114-123页

作者：王勇赵宇琪董亮代翠刘厚林徐海良江苏大学流体机械工程技术研究中心镇江212013 江苏大学能源与动力工程学院镇江212013 君禾泵业股份有限公司宁波315171

为研究离心泵不同空化状态下噪声特性的变化规律,以及空化的发展对水动力噪声的影响,首先以一台超低比转数离心泵为研究对象,搭建闭式试验台,基于泵产品测试系统及数据采集系统建立了离心泵空化噪声的试验测试系统,实现了泵性能参数和... 详细信息

为研究离心泵不同空化状态下噪声特性的变化规律,以及空化的发展对水动力噪声的影响,首先以一台超低比转数离心泵为研究对象,搭建闭式试验台,基于泵产品测试系统及数据采集系统建立了离心泵空化噪声的试验测试系统,实现了泵性能参数和内场噪声信号的同步采集。其次,分别应用不同空化模型对模型泵空化性能曲线进行预测,并与试验值进行对比,选择合适的空化模型。在此基础上将整个空化过程划分为未空化阶段、空化初生阶段、特征空化阶段及严重空化阶段,结合声学边界元法将流场信息转化为声场信息,并通过比较各空化阶段噪声预测值与试验值相对误差,发现模拟信号与实际信号吻合度较高,充分验证了预测方法的可行性。最后,基于流声耦合法研究空化对内部声场的影响。研究发现:针对超低比转数离心泵空化,Zwart模型比Kunz模型具有更好的适用性。内场噪声信号随空化的发展变化规律比较复杂。在中低频段,由于空化对动静干涉的抑制作用,使得叶频及其倍频特征值离散分量声压级随空化的发展呈现逐渐下降趋势,而轴频分量呈现增大趋势;而高频宽频噪声随空化系数的降低呈现先缓慢减小、然后急剧上升的规律,逐渐将高频特征值分量淹没在宽频带中,高频段声压级的增高造成总声压级的升高。

关键词：超低比转数离心泵空化噪声流声耦合法试验

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深海采矿管道横向摆动抑制方案

中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2021年第6期60卷 24-28页

作者：夏岳旺徐海良杨放琼中南大学机电工程学院湖南长沙410083 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083

为减少深海采矿管道的横向摆动所带来的危害及安全隐患,文章提出了一套深海采矿管道横向摆动抑制方案。该方案的执行部件主要由尼龙拉绳、液压换能组件、定滑轮组件组成。尼龙拉绳能够提供抑制横向摆动的拉力,减小横向摆动摆幅;液压换... 详细信息

为减少深海采矿管道的横向摆动所带来的危害及安全隐患,文章提出了一套深海采矿管道横向摆动抑制方案。该方案的执行部件主要由尼龙拉绳、液压换能组件、定滑轮组件组成。尼龙拉绳能够提供抑制横向摆动的拉力,减小横向摆动摆幅;液压换能组件能够消耗横向摆动的动能,并将其转化为电能;定滑轮组件能调整拉绳对管道的作用力,使之更有利于抑制管道横向摆动。经实验验证,该方案的工作原理可行。

关键词：管道横向摆动摆动抑制方案尼龙拉绳液压换能组件定滑轮组件

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深海采矿系统研究

中国矿业 2004年第7期13卷 43-46页

作者：徐海良何清华中南大学机电工程学院长沙410083

本文对目前研究的两种深海采矿系统进行了比较研究 ,论证了软管采矿系统更具备应用前景 ;根据海洋采矿的特点和要求 ,研究出密闭容器与水泵组合的水力输送设备 ,因此 ,软管采矿系统的关键技术取得突破 ,从而使软管采矿系统更加具备商业... 详细信息

本文对目前研究的两种深海采矿系统进行了比较研究 ,论证了软管采矿系统更具备应用前景 ;根据海洋采矿的特点和要求 ,研究出密闭容器与水泵组合的水力输送设备 ,因此 ,软管采矿系统的关键技术取得突破 ,从而使软管采矿系统更加具备商业应用前景。

关键词：海洋采矿钴结壳软管水力输送

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基于排屑性能的扩孔气动冲击器设计方法

东北大学学报（自然科学版） 2018年第6期39卷 844-849页

作者：徐海良周永兴徐聪赵宏强中南大学机电工程学院湖南长沙410083

为了提高硬质地层中扩孔气动冲击器的排屑性能,基于岩屑颗粒在排屑流场中的临界流速原则,运用计算流体力学理论和Fluent仿真软件,研究了一种与排屑性能相关的扩孔气动冲击器设计方法,并将该设计方法在反向扩孔气动冲击器上进行应用.得... 详细信息

为了提高硬质地层中扩孔气动冲击器的排屑性能,基于岩屑颗粒在排屑流场中的临界流速原则,运用计算流体力学理论和Fluent仿真软件,研究了一种与排屑性能相关的扩孔气动冲击器设计方法,并将该设计方法在反向扩孔气动冲击器上进行应用.得到设计前后冲击器排屑流场内气相速度分布规律,岩屑颗粒速度及轨迹变化情况和环路内岩屑颗粒浓度分布情况.研究结果表明:反向扩孔气动冲击器排屑流场环路内岩屑颗粒临界流速为6.02 m/s,采用该设计方法能够有效地增加反向扩孔气动冲击器的排屑性能,使得排屑流场环路内气流速度增加到10 m/s左右,岩屑颗粒在排屑流场的停留时间减短,流场内颗粒浓度分布范围由0~100 kg/m3下降到0~4 kg/m3.

关键词：扩孔气动冲击器排屑性能设计方法气固两相流数值模拟

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齿轮联轴器与滚动联轴器对比研究

机械设计与研究 2007年第3期23卷 87-90页

作者：徐绍军徐海良中南大学机电工程学院长沙410083

通过对齿轮联轴器工作时的运动和受力分析得知,当补偿轴向位移、径向位移和角偏差时,在接触齿面之间存在滑动摩擦,滑动速度较大,使齿轮联轴器容易磨损破坏;并且在传动轴上产生摩擦阻力和附加弯矩,影响设备性能,增大设备负荷。而对滚动... 详细信息

通过对齿轮联轴器工作时的运动和受力分析得知,当补偿轴向位移、径向位移和角偏差时,在接触齿面之间存在滑动摩擦,滑动速度较大,使齿轮联轴器容易磨损破坏;并且在传动轴上产生摩擦阻力和附加弯矩,影响设备性能,增大设备负荷。而对滚动联轴器的运动和受力分析得知,当补偿轴向位移、径向位移和角偏差时,滚动联轴器的滚动体在滚道上滚动,相对于滑动,其磨损程度很轻,在传动轴产生的摩擦阻力和附加弯矩也很小,不会影响设备性能,,并且滚动联轴器还具备使用寿命长,维修方便等优点。通过两种联轴器的性能对比分析以及使用效果分析可知,滚动联轴器的性能超过齿轮联轴器,因此,滚动联轴器具有广泛的应用前景,是替代齿轮联轴器的一种理想产品。

关键词：滚动联轴器齿轮联轴器附加弯矩摩擦阻力