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基于CFD的高压水射流喷嘴结构设计与流场仿真

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机械设计 2023年第12期40卷 79-85页

作者：程沐铮蔡毅陈丽缓李永福北华航天工业学院机电工程学院河北廊坊065000

文中介绍了高压磨料水射流系统的组成部分、基本原理和主要参数,指出喷嘴是高压水射流系统的能量转换元件,喷嘴的构造直接影响高压水射流的成形情况。通过对比传统喷嘴,设计出全过渡式子弹形喷嘴。基于计算流体力学(CFD)的方法,建立有... 详细信息

文中介绍了高压磨料水射流系统的组成部分、基本原理和主要参数,指出喷嘴是高压水射流系统的能量转换元件,喷嘴的构造直接影响高压水射流的成形情况。通过对比传统喷嘴,设计出全过渡式子弹形喷嘴。基于计算流体力学(CFD)的方法,建立有限元模型进行流场分析,结合理论推导的方法验证了有限元模型的精确性,通过对比不同过渡比下喷嘴的内外流场,得到喷嘴内外流场的速度和动压力随过渡比的变化曲线,揭示了变化机理。计算结果表明:流道形状是引起静压转化为动压效率发生改变的主要原因之一,子弹形喷嘴射流集束性好、扩散小,静压转化动压效率高,通过改变过渡比能够显著提高射流速度,对实际工况有一定指导意义。

关键词：高压水射流子弹形喷嘴有限元高压水射流系统

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废弃导管架平台桩腿内排泥装置设计研究

废弃导管架平台桩腿内排泥装置设计研究

作者：隋昱良中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

海上油气设施退役项目数量正在大幅增加,未来海洋废弃平台拆除市场潜力巨大。桩腿内排泥装置是废弃平台拆除的核心设备之一,对平台能否快速、安全拆除具有重要意义。本课题依托工业与信息化部高技术船舶科研项目,以开发一种新型的桩腿... 详细信息

海上油气设施退役项目数量正在大幅增加,未来海洋废弃平台拆除市场潜力巨大。桩腿内排泥装置是废弃平台拆除的核心设备之一,对平台能否快速、安全拆除具有重要意义。本课题依托工业与信息化部高技术船舶科研项目,以开发一种新型的桩腿内排泥装置为目标,对桩腿内排泥装置开展相关研究分析。首先,根据桩腿内排泥装置的功能及技术要求,提出了一种新型的桩腿内排泥装置设计方案;利用模块化设计法对桩腿内排泥装置的各功能模块进行分析设计,完成桩腿内排泥装置各模块结构设计及选型。基于水力输送相关理论分析得到了水力输送系统各设备的基本参数,借助模糊层次分析法开展内置清淤泵的科学评价及选型研究,选出了系统最匹配的泵型。其次,在对水射流系统的基本工作原理的分析研究的基础上,借助淹没射流相关理论进行水射流的基本特征参数计算分析,得到了水射流系统各设备的基本设计参数。根据RNG k-ε湍流模型,利用计算机仿真技术进行水射流的流场特征分析研究,得到了水射流在不同压力、不同射流距离下的作用规律以及射流轴线上速度的变化规律,指导工程应用。然后,根据桩腿内水位控制系统的设计方案,搭建了水位控制系统的数学模型,确定了系统的传递函数。在标准粒子群算法的基础上,引入动态自适应惯性权重和时间因子对其进行改进,借助改进粒子群算法对水位控制系统的PID参数进行整定,通过与遗传算法和传统Z-N整定法的整定结果进行对比分析,改进后的粒子群算法展现了较好的优化效果。最后,在分析研究装置控制功能需求的基础上,开展装置的控制系统方案设计,完成了系统的硬件选型及连接设计。利用STEP 7-Micro/WIN进行控制系统控制程序开发,利用WINCC Flexible完成人机交互界面设计。基于开式试验法对桩腿内排泥装置进行试验研究,完成了装置的试验数据分析,验证了装置运行可靠性。

关键词：桩腿内排泥装置管道水力输送高压水射流系统改进粒子群算法 PID控制

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国外新型悬臂式掘进机技术发展述评

煤矿机电 1987年第3期 3-11+34+64页

作者：耿兆瑞煤炭部技术发展司

本文全面而详细地介绍了奥地利、英国、西德、法国、日本、苏联等国悬臂式部分断面掘进机的研制近况,并对各种新机型的特点和发展趋势作了分析。在此基础上提出对我国悬臂式部分断面掘进机科技攻关和新产品开发方面的几点建议。

关键词：掘进机悬臂式自动控制切割功率英国挖掘机械大不列颠及北爱尔兰联合王国高压水射流系统截齿半煤岩巷切割头

基于T-S模糊故障树的高压柱塞泵可靠性分析

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石油矿场机械 2020年第6期49卷 27-31页

作者：杨银欢广州打捞局广州510260

针对高压水射流系统中高压水泵的故障发生率无法准确获取,并考虑到其故障状态具有多态性特点,基于T-S模糊故障树分析方法,对高压柱塞泵的可靠性进行分析研究。首先,基于高压柱塞泵的结构组成构建其模糊故障树模型;其次,利用查阅的高压... 详细信息

针对高压水射流系统中高压水泵的故障发生率无法准确获取,并考虑到其故障状态具有多态性特点,基于T-S模糊故障树分析方法,对高压柱塞泵的可靠性进行分析研究。首先,基于高压柱塞泵的结构组成构建其模糊故障树模型;其次,利用查阅的高压柱塞泵各部件的历史故障率数据,计算得到顶事件在不同故障状态下的失效可能性;最后,基于计算结果找出影响整机可靠性的关键部件。以SHP150A型卧式高压柱塞泵为例,利用T-S模糊故障树进行分析研究,找出了影响整机可靠性的关键部件,研究结果可为高压柱塞泵的后续可靠性研究及整机优化提供理论参考。

关键词：高压柱塞泵高压水射流系统 T-S模糊故障树可靠性

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