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转套式配流系统配流口结构及对工作脉动的影响

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流体机械 2017年第11期45卷 52-57页

作者：张延君张洪信赵清海王新亮程前昌青岛大学山东青岛266071 青岛大学动力集成及储能系统工程技术中心山东青岛266071

转套作为配流系统的核心零件之一,其配流口的结构形状对整个配流系统的工作脉动影响较大。以配流系统为研究对象,设计方形配流口、圆形配流口、双配流口3种不同配流口结构转套。首先建立了3种配流口过流面积的数学建模,分析过流面积的... 详细信息

转套作为配流系统的核心零件之一,其配流口的结构形状对整个配流系统的工作脉动影响较大。以配流系统为研究对象,设计方形配流口、圆形配流口、双配流口3种不同配流口结构转套。首先建立了3种配流口过流面积的数学建模,分析过流面积的变化特点与规律。为了研究不同配流口对配流系统的流量特性与压力特性的影响,利用流体仿真分析软件Fluent,对3种配流口结构的流体模型进行流体动力学仿真。结果表明方形配流口配流面积最大,配流曲线较平稳,圆形配流口对流量脉动和压力脉动影响最小,所以可根据对配流系统的不同要求选用不同结构的转套。

关键词：转套式配流系统配流口结构设计流量脉动压力脉动

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转套式配流系统U型减振槽结构设计优化

机械科学与技术 2019年第1期38卷 23-29页

作者：姜晓天张洪信赵清海程前昌张延君青岛大学机电工程学院山东青岛266071 青岛大学动力集成及储能系统工程技术中心山东青岛266071

转套式配流系统中减振槽结构参数对系统的流量脉动、压力冲击、工作噪声、工作寿命等具有重要影响。以转套式配流系统U型减振槽的厚度、高度和包角为设计变量,考虑流量倒灌约束,建立了以压力极值最小为目标的设计优化模型。以i SIGHT优... 详细信息

转套式配流系统中减振槽结构参数对系统的流量脉动、压力冲击、工作噪声、工作寿命等具有重要影响。以转套式配流系统U型减振槽的厚度、高度和包角为设计变量,考虑流量倒灌约束,建立了以压力极值最小为目标的设计优化模型。以i SIGHT优化设计框架搭建了系统设计优化平台,完成了设计变量对优化目标的灵敏度分析和结构优化。优化后泵的容积效率基本不变,泵腔压力极值减小了8.3%,显著降低了压力超调现象引起的冲击、振荡等问题,提高了整个配流系统工作的稳定性。优化结果具有较强的稳健性,但额定工作转速设定值较大时还需要重新优化U型减振槽结构。

关键词：转套式配流系统减振槽压力超调流量脉动设计优化

转套式配流系统三角减振槽结构及其对流场影响

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机械科学与技术 2018年第6期37卷 834-838页

作者：张延君张洪信赵清海姜晓天程前昌青岛大学机电工程学院山东青岛266071 青岛大学动力集成及储能系统工程技术中心山东青岛266071

针对转套式配流系统在高低压转换时存在的冲击、噪声等问题,提出一种三角形截面减振槽结构。根据配流系统的结构特点,建立减振槽数学模型,分析减振槽在不同阶段的通流面积;并对配流系统全流场进行数值分析与可视化研究,分析减振槽对流... 详细信息

针对转套式配流系统在高低压转换时存在的冲击、噪声等问题,提出一种三角形截面减振槽结构。根据配流系统的结构特点,建立减振槽数学模型,分析减振槽在不同阶段的通流面积;并对配流系统全流场进行数值分析与可视化研究,分析减振槽对流量脉动、泵腔压力、速度矢量的影响规律。结果表明:三角形截面减振槽结构流场流态为湍流,流场流速较大、流向紊乱,对流量脉动影响较严重,出现流量冲击和回流现象,但很大程度上降低了压力脉动,对压力场具有良好的稳定作用。

关键词：转套式配流系统三角减振槽流场流动特性数值分析

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转套式配流系统工作性能仿真研究

转套式配流系统工作性能仿真研究

作者：张延君青岛大学

学位级别：硕士

转套式配流系统相比单向阀和电磁换向阀结构紧凑、压降损失小,尤其是高频和大流量场合。已有成果研究了其运动学与动力学特性,并进行了结构设计分析,但未涉及空化现象、工作脉动、效率高低等重要工作特性。本文针对上述问题,考虑配流系... 详细信息

转套式配流系统相比单向阀和电磁换向阀结构紧凑、压降损失小,尤其是高频和大流量场合。已有成果研究了其运动学与动力学特性,并进行了结构设计分析,但未涉及空化现象、工作脉动、效率高低等重要工作特性。本文针对上述问题,考虑配流系统的工作条件,完成了系统的理论分析和仿真模拟,对转套式配流系统特性进行深入、全面的仿真分析,为结构改进优化提供依据。根据配流系统的额定工况(转速1200r/min、负载压力2MPa)和应用场合,设计了配流系统的虚拟样机,包括进出口内径、球面圆柱销设计、弹簧等。同时建立配流系统数学模型与流体域模型。通过FLUENT与MATLAB联合仿真,模拟了全流场空化现象和湍动能分布,空化现象主要出现在进流质阶段初期,集中在泵腔与配流口处;湍动能分布与流质流向与流速密切相关。提出三种配流口结构,利用Matlab计算了三种配流口的过流面积:方形配流口过流面积最大,其次为圆形配流口,再次为双配流口。流量特性方面,方形配流口的出口流量脉动最平稳,双配流口的压力脉动最平稳,因此,同时考虑配流面积与脉动稳定性时,方形配流口最适合系统工作。设计了U型、三角型两种减振槽结构,二者配流面积基本相同,减振槽流体域各种工况下均为湍流;在流量脉动、压力脉动以及速度矢量分布等方面,U型减振槽比三角减振槽的性能参数更稳定。根据压力瞬变过程与配流系统在配流过程中闭死阶段的角度分布,推导了泵腔内部压力变化数学模型,通过仿真确定最佳闭死压缩角4°与最佳闭死膨胀角1°。分别在不同转速和不同压力下仿真了出口流量、流量幅值、流量脉动等,额定工况下系统容积效率为97.9%。容积效率随转速的增大先升高后降低,最高为98.3%,最低为56.8%;随负载压力的增大而持续降低,最高为97.9%,最低为82.6%。

关键词：转套式配流系统结构设计仿真分析流场容积效率

U型和三角型减振槽对转套式配流系统空化的影响

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排灌机械工程学报 2021年第3期39卷 278-284页

作者：杜善霄张洪信赵清海姜晓天王新亮青岛大学机电工程学院山东青岛266071 青岛大学动力集成及储能系统工程技术中心山东青岛266071 山东凯马汽车制造有限公司山东潍坊262700

为了了解不同减振槽结构对转套式配流系统空化产生的影响,设计了U型和三角型减振槽结构,通过Fluent仿真和试验方法研究2种结构下配流系统的空化特性,以确定空化特性最优的减振槽结构.并建立了配流系统的Singhal空化模型,仿真流体模型则... 详细信息

为了了解不同减振槽结构对转套式配流系统空化产生的影响,设计了U型和三角型减振槽结构,通过Fluent仿真和试验方法研究2种结构下配流系统的空化特性,以确定空化特性最优的减振槽结构.并建立了配流系统的Singhal空化模型,仿真流体模型则考虑转套与泵腔之间的间隙,且以油液作为工作介质,分析在标定工况下和不同转速下配流系统的空化.试验在YST380W型液压综合试验台上进行,监测了不同转速下系统的容积效率,与仿真结果相互印证.仿真结果表明:2种减振槽的气体体积分数变化规律基本一致,U型减振槽的空化特性略优,且转速越大优势越明显;空化占比变化趋势和大小基本相同,U型减振槽优势随着转速的升高越来越明显;容积效率均随转速的升高先增大再减小,U型减振槽的容积效率高于三角型减振槽.对U型减振槽结构系统容积效率试验,仿真误差大约为2%.

关键词：转套式配流系统减振槽空化特性试验

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浅谈往复柱塞泵转套式配流系统结构设计优化

中国设备工程 2023年第21期 90-92页

作者：贾磊中海石油(中国)有限公司海南分公司海南海口570300

液力传动的基本原理,是利用流体的流压能实现动力的传递。当液压装置工作后,由原动力(电机)的电机能量转换为液压能,但同时又要耗费大量的电能,即系统与外界的能量交流。然后再通过液压缸或液压风机,将流体中的压缩能转化成机械能,以便... 详细信息

液力传动的基本原理,是利用流体的流压能实现动力的传递。当液压装置工作后,由原动力(电机)的电机能量转换为液压能,但同时又要耗费大量的电能,即系统与外界的能量交流。然后再通过液压缸或液压风机,将流体中的压缩能转化成机械能,以便于驱动载荷进行所需要的操作。也因为其设计灵活、构造简便、比永磁同步电动机更大的优点,所以在不同领域中都获得了普遍的使用,尤其是往复式运动活塞泵,因为其作为终端、主机、角、阀门,可以被广泛地用于装配制造、仓库运输等方面。为了能够更加精细化其整体的机械结构,本文提出了往复柱塞转套式配流系统的基本机构,并对其进行合理优化,以期为国内液压技术提供重要参考借鉴。

关键词：往复柱塞泵转套式配流系统结构设计优化

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转速对转套式配流系统空化的影响

流体机械 2020年第5期48卷 7-11页

作者：杜善霄张洪信赵清海姜晓天青岛大学机电工程学院山东青岛266071 青岛大学动力集成及储能系统工程技术中心山东青岛266071

转套式配流系统的转速会影响空化特性,而空化又会导致转套式配流系统的容积效率下降,产生强烈的振动和噪声,影响系统的正常工作.建立了配流系统的Singhal空化模型,进行了仿真和试验研究.结果表明:转套式配流系统的最大气体体积分数随转... 详细信息

转套式配流系统的转速会影响空化特性,而空化又会导致转套式配流系统的容积效率下降,产生强烈的振动和噪声,影响系统的正常工作.建立了配流系统的Singhal空化模型,进行了仿真和试验研究.结果表明:转套式配流系统的最大气体体积分数随转速的增加而单调增加,且配流口处增长缓慢,泵腔内增加较大;空化占比随转速的增加也不断增加,配流口处的空化占比基本在20%以下,泵腔内可达到了25%以上,空化时间持续较长;容积效率随转速的增加先增大再减小,容积效率最大处的转速为500 r/min,最大容积效率可达92.13%;试验容积效率略低于仿真结果,最大误差为2%.

关键词：空化特性转速试验转套式配流系统

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入口压力对转套式配流系统空化的影响

液压与气动 2020年第9期44卷 29-34页

作者：刘瑞璟张铁柱张洪信赵清海杜善霄青岛大学动力集成及储能系统工程技术中心山东青岛266071 青岛大学机电工程学院山东青岛266071

入口压力的变化会改变转套式配流系统内部流场的压力分布,影响系统内部空化特性。利用流场分析软件Fluent对转套式配流系统的流体域进行仿真计算,设置不同的入口压力,考察空化相关参数随入口压力变化的规律,提出开发适配转套式配流系统... 详细信息

入口压力的变化会改变转套式配流系统内部流场的压力分布,影响系统内部空化特性。利用流场分析软件Fluent对转套式配流系统的流体域进行仿真计算,设置不同的入口压力,考察空化相关参数随入口压力变化的规律,提出开发适配转套式配流系统的新空化模型将是未来研究工作的重点,并应用YST380W型液压综合试验台对仿真结果进行试验验证。结果表明,入口压力的提高能有效降低转套式配流系统的空化程度,减小最大气体体积分数和空化占比,提高容积效率。

关键词：入口压力空化流场分析试验验证转套式配流系统

转套式配流系统配流口与泵腔空化特性对比分析

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青岛大学学报（工程技术版） 2020年第2期35卷 91-96页

作者：孙泽豪张洪信赵清海姜晓天青岛大学动力集成及储能系统工程技术中心山东青岛266071

针对配流系统中存在的空化现象,本文主要对转套式配流口和泵腔空化特性进行对比分析。采用Fluent对系统进行流体动力学仿真计算,并采用Singhal空化理论模型,在相同转速、相同入口压力和相同负载压力条件下,对配流口和泵腔的空化气体体... 详细信息

针对配流系统中存在的空化现象,本文主要对转套式配流口和泵腔空化特性进行对比分析。采用Fluent对系统进行流体动力学仿真计算,并采用Singhal空化理论模型,在相同转速、相同入口压力和相同负载压力条件下,对配流口和泵腔的空化气体体积分布云图、平均气体体积分数曲线图以及速度矢量图进行对比分析。研究结果表明,配流口内平均气体体积分数整体小于泵腔,且最大体积分数出现时间较早、整个空化过程持续时间短;另外,在配流口和泵腔内会出现涡流,而且随着涡流加剧,空化现象也更严重,说明配流口作为两个不同压力场之间的连接部分,空化程度没有低压区域剧烈,其中一个原因是高压区会抑制空化现象,另外则是高压区和低压区连通后低压区内会产生剧烈涡流,导致低压区局部压力降低。该研究为后期系统结构优化提供了理论依据。

关键词：转套式配流系统空化平均气体体积分数 Fluent仿真