目的基于容积交变空化原理,研究小孔流道内容积交变空化流场的演变规律,以及容积交变频率和容积变化量等关键工艺参数对流场特性的影响,为容积交变空化抛光小孔内表面提供指导。方法首先,建立小孔流道内容积交变空化流场的三维瞬态仿真模型。其次,采用标准k-epsilon模型、Zwart-Gerber-Belamri模型模拟不同容积交变频率和容积变化量下容积交变空化流场含气率和湍流强度,并与高速摄像结果进行比较分析。最后,对机械加工的Al1060和T2 Cu小孔内表面进行抛光,验证容积交变空化抛光小孔内表面的可行性。结果在一个周期内,当容积变化量为20mm,容积交变频率分别为90、100、110、120Hz时,小孔流道内容积交变空化流场含气率和湍流强度均随容积交变频率的增大而增大,含气率最高可达0.6648;当容积交变频率为120 Hz,容积变化量分别为10、15、20、25 mm时,小孔流道内...

智能井液压控制管线处于一个温度变化复杂的环境,并且液压油中含有少量气体,直接影响管线内流体特性,从而影响管线内压力、流量压力信号的准确性及潜在水锤问题的压力波动,甚至会导致井下液压控制工具无法正常作业。传统分析管道系统一维瞬变流建立在不考虑热交换即温度变化条件下,导致计算出来的末端压力值与末端水锤压力误差较大。为此,在传统瞬变流方程计算基础上,考虑温度变化及含气量对液压油密度、黏度及体积模量等因素的影响,优化具有显著温度变化的井下控制管线瞬变流计算模型。并以32号液压油为例,采用特征线法对井下管线非恒温瞬变流模型进行一维计算,对比分析受地温梯度影响下不同温度及含气率下末端压力流量信号和产生水锤时压力波动变化情况,为求解非恒温管线瞬变流提供一种思路,并且所求得的数值结果可为智能...

传动液体积弹性模量代表介质的抗压缩能力,其动态变化会影响传动系统的精准调控。以含有空气和蒸汽的ISO 4113试验油为研究对象,建立传动管内体积弹性模量均相流模型和动态模型,考虑由传动液压缩引起的温度变化以及空化效应(空气空化、蒸汽空化和伪空化),在Roe格式分解和Steger Warming通量分裂法的基础上提出一种新的数值求解方法来预测不同空化区中压力和含气率的变化,并预测体积弹性模量的时空演变。讨论压力、含气率和温度对动态体积弹性模量的影响,并比较两种模型之间的区别。结果表明:在低压区,两种模型对动态体积弹性模量的预测结果基本吻合;当压力小于1 MPa,动态体积弹性模量随压力增大而增大,随初始含气率增大而减小,而初始温度对其影响不明显;当压力在1~10 MPa内,动态体积弹性模量随压力增大而快速增大,随初始含气率和温度增大而...

体积弹性模量是液压系统的一个重要参数,制动液中含有气体会对液压制动系统的稳定性、刚度以及响应时间等造成很大影响,因此分析含气制动液的体积弹性模量很有必要.文中对比分析了其他学者提出的有效体积弹性模量理论模型,并结合液压制动系统自身的特点、理想气体状态方程、亨利定律和质量守恒定律等,分析推导了气体在制动系统工作过程中发生压缩和溶解两个过程情况下,制动液的有效体积弹性模量理论模型.从文中的理论模型研究,可以明显看出初始含气率越高,制动液的有效体积弹性模量越小.

建立了角座阀内气-液两相流动的数学模型,对不同含气率下的流场进行数值分析。计算获得了阀内的速度、相分率和湍流强度等流体动力学参数,并分析了阀内旋涡形成机理和介质流动稳定性。结果表明:流场中的旋涡结构和数量主要取决于流道结构和流动稳定性。由于旋涡区流速较低,气相介质易停滞在旋涡区域,产生聚集现象。含气率的增加会提高阀内介质的湍流强度,进而增加流动不稳定性。阀内湍流强度最高的区域集中在阀芯底部,阀芯在湍动能和所受弹簧力的相互作用下,易产生振动。在含气率为1%~6%的区间内,含气率对阀门流通能力的影响较为有限。

为了研究含气率对往复式油气混输泵排出性能的影响及转速、含气率、流量的相互关系,基于标准k-ε湍流模型和混合多相流模型,采用计算流体力学软件中的动网格技术和用户自定义函数,在介质含气率不同时对混输泵的排出过程进行三维动态仿真模拟。结果表明:介质增压速度、最大流量、平均流量与含气率成反比。根据转速、含气率、流量关系曲线调节转速,使泵的流量与抽油机流量相匹配,为往复式油气混输泵性能参数的选择及现场应用提供数据参考。

传动液中空气的析出与溶解影响传动系统的控制精度。传动液起到传递动力的作用,本身会溶解少量空气,溶解的空气随着压力的变化产生溶解和析出过程,破坏了液流的连续性,造成传动性能的下降,甚至影响传动系统的使用寿命。为此,基于斜压流模型,引入气体析出与溶解的气泡模型,建立传动管内的气液两相流含气率模型,考虑空气质量分数和体积分数,得到空化流动相关方程式。采用特征线法和一维有限差分法求解,获得了气液两相流主要参数的变化,包括空

液体有效体积弹性模量是影响液压系统性能的一个重要物理参数。针对一种液囊缓冲装置,分析了不同液囊含气率对液体体积模量影响,结果显示在液囊压力不是太高的情况下（〈10MPa）,随着液囊压力的不断增大,液体有效体积模量也在不断增大;当含气率〈0.10%时,含气率越高,相同压力下的有效体积模量越小;当液囊压力增大到一定值之后,有效体积模量逐渐趋于一个稳定值;且含气率越高,有效体积模量达到稳定值所需的压力越大;当含气率〉0.10%时,含气率越高,有效体积模量随压力变化曲线的线性特性越明显;在相同液囊压力的情况下,含气率越高,有效体积模量越小。液囊含气率对缓冲液囊轴向刚度及压力变化特性影响的仿真结果显示,随着载荷的不断增大,不同含气率下的液囊轴向刚度不断增大,最后趋于一个稳定值;含气率越大,轴向刚度趋于稳定值所需载荷越...

利用VOF法建立了混输泵出口单向阀内流场的气一液两相流CFD模型,采用UDF及动网格技术,研究了介质不同含气率下弹簧刚度对出口单向阀开启特性的影响.仿真结果表明：在一定范围内,随着弹簧刚度的增大,单向阀最大开启高度降低,开启滞后时间稍有增加：介质含气率变化对阀芯开启滞后影响明显,随含气率的增加,阀最大开启高度大幅降低,开启滞后时间增加,且随含气率增大,弹簧刚度的影响减弱.

为研究不同含气率对油气混输菜菜阀内部流场的影响,运用CFD软件对油气混输菜球阀内部气液两相分布、 速度场及进出口压差进行了模拟仿真.同时对球阀进行试验研究,测量出球阀进出口的压力值,以验证模拟结果的准确 性.试验表明：模拟值与试验值数据误差不超过15% ,模拟较为准确.在相同的开启高度、进出口流量下,随着含气率 的增加,球阀内流体的压差降低幅度高达90%以上,且其降低较均匀.与此同时,流体密度降低并没有使流量系数和阻 力系数有明显的变化.观察两相云图可以发现,在阀球尾部A 处产生了旋涡,旋涡随含气率的增加略微增多;突扩界面 C 处产生了二次回流,使得该处的气相也较多,而在阀球四周内壁,气相分布较少.同时可观察出,流体含气率对阀球间 隙处速度的影响不大,但是对流动状态有-定的影响.