依据现阶段农业发展需求,为实现节水节肥、精准施肥、提高农作物产量,设计了一款基于文丘里管混肥系统的三通道全自动施肥机。该施肥机采用文丘里管作为整个灌溉系统吸混肥的核心,配有泵、管道、电动阀、传感器、液肥罐等装置。对系统进行总体方案优化设计,利用SolidWorks完成施肥机混肥系统的结构建模,采用FloEFD对其混肥效果进行流体仿真分析,验证该施肥机混肥系统的可行性和可靠性。通过仿真模拟,三个通道均能稳定连续地实现混肥。

海水中存在大量污染物,其中悬沙颗粒会对海水液压元件造成不同程度的冲蚀磨损;配流阀的冲蚀磨损会降低海水泵的容积效率,使用离散项模型对水介质下悬沙颗粒对海水泵配流阀的冲蚀磨损现象进行数值模拟计算,研究阀口开度与入口流速对球型配流阀阀芯及阀座冲蚀磨损的影响。结果表明不同阀口开度下阀座表面的冲蚀位置有明显差异,而阀芯表面冲蚀磨损位置几乎一致,阀芯及阀座的冲蚀率均随阀口开度的增大而减小;不同入口流速对与阀芯表面的冲蚀率影响更为显著。

为了提高液压机用数字阀增量控制精度,提出了一种阀芯限位电液数字阀控系统。把电机旋转角转换成阀芯位移,根据脉冲信号频率与个数确定阀芯速度与位置,达到调控油液流量与方向的效果。对电液数字阀控系统的位置精度控制构建了仿真模型,之后利用该模型进行了控制过程的动态性能测试。仿真结果表明电液数字阀导程依次为2 mm、4 mm与6 mm时,响应时间依次为298 ms、175 ms与130 ms。提高导程之后,获得了更短的阶跃响应时间,超调量也明显增大,系统出现了抖动,降低了控制过程的稳定性。实验结果表明从总体变化趋势上看仿真结果和实验结果达到了良好吻合状态。仿真结果和实验结果之间出现一定的延迟是由于被测试阀形成了一定程度的负开口,导致阀芯、阀套间形成0.1 mm死区,引起延迟现象。

针对变量柱塞泵全寿命周期内出现的磨损、阻尼变化等因素导致的性能劣化问题,提出了一种基于数字孪生的变量柱塞泵云端优化控制方法,以实现泵在全寿命周期内保持良好的控制性能。首先,比例变量柱塞泵的控制模型采用基于状态控制的LQ最优控制(Linear Quadratic Optimal Control),该模型分别布置到云服务器和泵端嵌入式控制器中。然后,泵端嵌入式控制器在进行实时控制的同时也定时将采集到的传感器参数以及模型中的状态参数送至云服务器,云服务器保存泵的目前及历史数据,并基于遗传算法定期进行柱塞泵控制参数的优化。最后,云服务器将模型参数和定期优化获得的控制参数再发送至泵端嵌入式控制器,从而实现了云端与泵端模型的孪生,且在全寿命周期内模型随柱塞泵的状态而变,不仅可反映泵的当前状态,而且LQ控制器与泵的当前状态相适应可将泵的...

针对变量柱塞泵传统控制方法难以实现快速性、稳定性、鲁棒性的兼顾,也不能估计并利用泵的状态参数进行全生命周期内的性能优化等问题,提出了一种基于状态观测器的变量柱塞泵流量LQ最优控制(Linear Quadratic Optimal Control)方法,在改善泵控制性能的同时实现了泵不可测状态参数的在线估计。以A4VSO40柱塞泵为例,建立了变量柱塞泵的数学模型,以状态误差和控制输入的二次型约束为性能指标,设计了变量柱塞泵流量的LQ最优控制器,针对实际中因测量条件或成本限制难以测得全部状态参数以及测量噪声等问题,设计并引入了卡尔曼滤波状态观测器。仿真结果表明,所提出的基于状态观测器的LQ最优控制方法不仅可以实现状态参数的估计、减小噪声对状态参数估计的影响,而且相较于PID控制和LQ最优控制,流量阶跃响应的超调量分别下降了24%和5%,验证了所提控制...

随着油气勘探开发的不断发展,井深逐步加大,压力、温度也逐步升高,伴随着蒸汽吞吐、蒸汽驱等技术的应用,由于地层流体与环境温度的巨大差异,套管、水泥环受热膨胀导致的带压问题日益突出,导致套管损毁、水泥环破坏、安全性降低,影响作业生产,直接威胁到井筒完整性。深井条件下套管形变实验装置可以在室内条件下,通过模拟实际深井条件,测量高压、高温条件下套管的形变、应力,检测水泥环的破坏情况,分析套管的形变、应力变化规律。

目前石油机采仍以抽油泵为主要装置,而柱塞表面磨损是影响抽油泵工效及寿命的关键因素。现有技术存在成本高、效果不佳等问题,鉴于此,凭借仿生方法学低耗高效优势,基于生物体表非光滑耐磨减阻特性,设计并加工仿生织构柱塞试样,探究多工况往复式润滑摩擦性能。试验结果表明,仿生织构可降低约40%的摩擦阻力,提高了耐磨性能。随后,测定实际柱塞表面仿生织构加工前后漏失量,经对比未发现明显差异,保证了泵效。

软管隔膜泵作为目前最先进的浆体的核心输送设备,可以很好地解决输送物料具有化学侵蚀性、毒性的难题。为了研究软管隔膜泵球阀中浆料的流动特性和压力损失变化,采用了Eulerian多相流模型对球阀进行了数值模拟,探究了流场特性、颗粒种类和颗粒体积分数对球阀压力损失的影响。数值模拟的结果表明球阀在正常工作状态下,通过球阀的浆料压力损失随着浆料流速的增大而增大。随着球阀开度的增大而减小。混合浆料中颗粒的体积分数越大球阀压力损失越大;颗粒的直径越大球阀的压力损失也越大。颗粒体积分数和颗粒直径相比于球阀入口流速和球阀开度对球阀压力损失的影响并不显著。其中影响最为显著的是球阀开度。

针对发射车热发射时支腿活塞杆存在表面烧蚀、变形的恶劣工况,该文采用一种金属螺旋钢带对活塞杆进行热防护,对其进行了防卡滞设计,并开展了可靠性试验和扬沙试验,最后通过装车进行发射试验验证,证明螺旋钢带能够对支腿活塞杆实现全方位保护,具有一定的工程应用价值。

机械筛管的性能对油井防砂的效果有着重要影响,测试机械筛管的挡砂能力及抗堵塞能力对机械筛管的选择有重要的指导意义;同时由于机械筛管处于地底环境,受温度、压力、砾石挤压等的影响,其挡砂能力及抗堵塞能力也会有所改变,获得这种变化趋势,可有效支持机械筛管的选择及设计。机械防砂性能测试装置能够测试评估机械筛管的挡砂能力,能够模拟各种地层、不同砾石充填深度、不同温度压力情况,测试在不同条件下机械筛管的挡砂能力,评估滤砂器的挡砂能力的变化趋势。