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冻胶阀技术及应用 被引量：22
1
作者 刘德基 廖锐全 +1 位作者 张慢来 张俊 《钻采工艺》 CAS 北大核心 2013年第2期28-29,33,共3页
冻胶阀是一种用于欠平衡完井的化学胶体,在井筒中具备一定的抗压差性能,可隔离上下流体。完井管柱能穿透冻胶阀,在管柱穿透过程中冻胶阀能实现环空动密封,避免油气溢出。完井结束后冻胶阀可实现破胶液化,采用氮气或清水可实现残液的全... 冻胶阀是一种用于欠平衡完井的化学胶体,在井筒中具备一定的抗压差性能,可隔离上下流体。完井管柱能穿透冻胶阀,在管柱穿透过程中冻胶阀能实现环空动密封,避免油气溢出。完井结束后冻胶阀可实现破胶液化,采用氮气或清水可实现残液的全部返排。目前已应用在油井、气井上,完井方式包括筛管完井和裸眼完井,成功率达100%。冻胶阀不但能保障欠平衡完井的顺利实现,还能大幅度降低欠平衡完井费用,对丰富欠平衡钻井技术及推广欠平衡钻井技术具有重要意义。 展开更多
关键词 冻胶阀 欠平衡完井 密封
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往复泵吸入特性的流体力学数值模拟 被引量：21
2
作者 张慢来 廖锐全 冯进 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S2期242-247,共6页
为了研究往复泵在吸入过程中流体的动力特性及相关参数对吸入特性的影响,对往复泵的吸入过程进行计算流体动力学的数值模拟。在吸入过程中,根据阿道尔夫泵阀运动微分方程和活塞运动引起的泵腔内流场变化确定泵阀的运动,同时运用动网格... 为了研究往复泵在吸入过程中流体的动力特性及相关参数对吸入特性的影响,对往复泵的吸入过程进行计算流体动力学的数值模拟。在吸入过程中,根据阿道尔夫泵阀运动微分方程和活塞运动引起的泵腔内流场变化确定泵阀的运动,同时运用动网格生成技术更新了不同曲柄转角下的计算模型。通过数值计算,得到了往复泵的瞬时吸入流量、柱塞端面上的压力分布,并研究了冲次、弹簧刚度对吸入阀迟滞关闭现象的影响。结果表明,流体的压缩性和惯性导致瞬时流量小于理论值,吸液量是理论值的0.91倍,往复泵的冲次从100/min增大到330/min时,吸入阀的滞后关闭角增大5.4°,阀滞后高度增加2.3mm,采用的计算方法较好解决了由于活塞、泵阀运动所引起的计算区域变化问题,实现了往复泵吸入过程的液固耦合分析。为进一步研究往复泵的水力特性提供了一种新方法,同时也为优化泵的工作参数、改进泵阀的设计提供了参考依据。 展开更多
关键词 泵 特性描述 数值分析 弹簧刚度 迟滞关闭
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安全阀水动力特性的CFD模拟和研究 被引量：16
3
作者 冯进 张慢来 黄天成 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期31-35,共5页
运用计算流体动力学方法(CFD)对安全阀从开启到排放过程进行数值模拟,研究了安全阀的动态特性。通过动网格的生成与消亡,较好地解决了因阀瓣运动所导致计算区域瞬时变化问题。并以弹簧直接载荷式安全阀为对象,研究了不同阀前静压力下的... 运用计算流体动力学方法(CFD)对安全阀从开启到排放过程进行数值模拟,研究了安全阀的动态特性。通过动网格的生成与消亡,较好地解决了因阀瓣运动所导致计算区域瞬时变化问题。并以弹簧直接载荷式安全阀为对象,研究了不同阀前静压力下的弹簧开度、泄流量及阀芯所受轴向力变化等特性,获得了安全阀内部流场分布。模拟结果表明,应用CFD技术对安全阀动态过程的模拟,将为研究安全阀水动力特性提供一种有力工具。 展开更多
关键词 计算流体动力学 安全阀 数值模拟 水动力特性
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基于ANSYS软件的钻柱纵向振动分析 被引量：17
4
作者 朱焕刚 张宝 张慢来 《石油矿场机械》 2008年第10期56-58,共3页
结合钻柱振动分析的常见力学模型和分析方法,给出了ANSYS对钻柱纵向振动分析的模型假设、分析步骤和分析结果。通过谐振分析,给出了减震器刚度和安装位置对钻柱振动和钻头动载的影响。考虑系统的阻尼和钻井液浮力使计算结果更加精确;利... 结合钻柱振动分析的常见力学模型和分析方法,给出了ANSYS对钻柱纵向振动分析的模型假设、分析步骤和分析结果。通过谐振分析,给出了减震器刚度和安装位置对钻柱振动和钻头动载的影响。考虑系统的阻尼和钻井液浮力使计算结果更加精确;利用ANSYS APDL的对话框语句实现了人机交互,简单方便,可以用于现场计算。 展开更多
关键词 钻柱 纵向振动 共振 安装位置 ANSYS
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特殊扣油管接头的应力及密封特性分析 被引量：17
5
作者 李勇 廖锐全 +1 位作者 张慢来 赵一农 《石油机械》 北大核心 2011年第4期35-37,94-95,共3页
运用有限元方法对NK-3SB特殊扣油管接头在不同载荷工况下的连接性能进行分析,重点研究了轴向拉力、内部压力对油管接头应力分布、密封性能的影响。计算结果表明,管体螺纹的受力薄弱区域在管体大端第1牙螺纹根部,上扣后仅受轴向拉伸载荷... 运用有限元方法对NK-3SB特殊扣油管接头在不同载荷工况下的连接性能进行分析,重点研究了轴向拉力、内部压力对油管接头应力分布、密封性能的影响。计算结果表明,管体螺纹的受力薄弱区域在管体大端第1牙螺纹根部,上扣后仅受轴向拉伸载荷是油管接头的最恶劣工况。密封面上的接触压力随着内压力的增大而增大,但随着轴向载荷的增大而减小,接头的密封性能将主要由点接触(主密封)来保证;另外,在设计轴向载荷下,油管接头可以保证良好的密封性能。研究结果对于NK-3SB油管接头的设计和安全使用具有较好的参考价值。 展开更多
关键词 特殊扣油管接头 有限元 接触压力 密封特性
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一种新型离心式气液分离器分离性能的数值模拟与试验研究 被引量：14
6
作者 张慢来 冯进 +1 位作者 刘孝光 丁凌云 《流体机械》 CSCD 北大核心 2007年第8期9-13,28,共6页
为了研究该分离器的分离性能,通过搭建气液两级分离实验台架进行实验测量,同时应用计算流体力学(CFD)方法对分离器内的气液两相流动进行数值模拟。重点研究了流量、气液比、介质粘度、密度、气泡直径及转鼓转速等六个变量对离心式气液... 为了研究该分离器的分离性能,通过搭建气液两级分离实验台架进行实验测量,同时应用计算流体力学(CFD)方法对分离器内的气液两相流动进行数值模拟。重点研究了流量、气液比、介质粘度、密度、气泡直径及转鼓转速等六个变量对离心式气液分离器分离效率的影响。通过比较数值计算与实验测定结果,验证了数值模拟方法的可行性。分析结果表明,预测的分离效率变化趋势与实测结果在总体上是一致的,CFD可作为离心式气液分离器设计的有效工具。 展开更多
关键词 离心式气液分离器 转鼓 计算流体力学 气液两相流 数值模拟 分离效率
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基于CFD的离心式气-液分离器结构设计及仿真优化 被引量：15
7
作者 张慢来 冯进 《石油矿场机械》 2008年第10期50-55,共6页
运用CFD技术优化设计了一种新型离心式气-液分离器,以去除气侵钻井液中的小气泡。通过CFD模拟,研究分析了该分离器内湍流状态下的2相流动,以及分层、分离、旋流等复杂现象。模拟结果显示,由于分离器内的运动部件——转鼓旋转,钻井液形... 运用CFD技术优化设计了一种新型离心式气-液分离器,以去除气侵钻井液中的小气泡。通过CFD模拟,研究分析了该分离器内湍流状态下的2相流动,以及分层、分离、旋流等复杂现象。模拟结果显示,由于分离器内的运动部件——转鼓旋转,钻井液形成强迫旋流,不同密度的气、液相在离心力作用下发生分离。试验测试结果表明,该分离器试验模型的分离性能显著、稳定,保证了钻井液性能尤其是密度的稳定,从而验证了CFD的有效性。在内流场分析的基础上,对分离器试验模型进行仿真优化,改进了入口方式和转鼓结构。结果表明,切向入口有利于改善来液的流动;分离器增加1个旁通管形成循环支路后,有利于降低背压,使排气管壁上的液滴流回到分离器。 展开更多
关键词 离心式气-液分离器 2相流动 转鼓 分离性能
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离心式气液分离器主要结构参数分析 被引量：12
8
作者 冯进 丁凌云 +1 位作者 张慢来 罗海兵 《石油机械》 北大核心 2007年第2期19-21,71,共3页
在用于高密度、高粘度气侵钻井液的除气分离系统中,离心式气液分离器作为第二级分离器,其结构对分离性能有很大影响。为了提高离心式气液分离器的分离效率,需对其结构参数作进一步分析。按照正交试验方法,运用CFD商业软件对离心式气液... 在用于高密度、高粘度气侵钻井液的除气分离系统中,离心式气液分离器作为第二级分离器,其结构对分离性能有很大影响。为了提高离心式气液分离器的分离效率,需对其结构参数作进一步分析。按照正交试验方法,运用CFD商业软件对离心式气液分离器内流场进行了全三维数值模拟;分析了25个典型工况下每种模型内部气液两相流的运动情况和分布状况,得到了所有工况条件下分离器的分离效率;探讨了分离器主要结构参数对分离器分离效率的影响,提出了基于数值模拟基础上的理想分离器模型。 展开更多
关键词 离心式气液分离器 气液两相流 流场 CFD分离效率 数值模拟
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柱塞泵泵头体有限元分析及结构优化 被引量：15
9
作者 黄天成 周思柱 +1 位作者 吕伦 张慢来 《石油矿场机械》 2008年第10期40-42,共3页
对某柱塞泵泵头体进行了三维有限元分析,获得了泵头体的应力分布规律,并应用ANSYS软件对泵头体的结构进行了优化,为类似的壳体零件的优化设计提供了依据。
关键词 柱塞泵 泵头 应力分析 有限元方法
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带粒液流中圆形弯管的冲蚀模型研究 被引量：14
10
作者 冯进 张慢来 冯仲 《长江大学学报（自科版）（上旬）》 CAS 2008年第3期74-76,80,共4页
通过数值试验的方法,研究了带粒液流中圆形弯管的冲蚀特性,分析比较了在不同冲蚀模型中冲蚀位置的分布、冲击速度和粒径对冲蚀率的影响。计算结果表明,API-14E推荐公式相对较保守,其他几种模型对大量颗粒平均冲蚀率的统计结果比较接近,... 通过数值试验的方法,研究了带粒液流中圆形弯管的冲蚀特性,分析比较了在不同冲蚀模型中冲蚀位置的分布、冲击速度和粒径对冲蚀率的影响。计算结果表明,API-14E推荐公式相对较保守,其他几种模型对大量颗粒平均冲蚀率的统计结果比较接近,但在预测冲蚀位置以及冲击速度和粒径的影响上有明显差异。这为生产实践中选用合适的冲蚀模型以及进一步探究冲蚀理论机理提供了较有价值的参考。 展开更多
关键词 冲蚀 弯管 数值试验 冲击速度
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CFX-BladeGen在涡轮叶片造型中的应用 被引量：14
11
作者 丁凌云 冯进 +1 位作者 刘孝光 张慢来 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2005年第2期109-112,共4页
涡轮钻具中的主要元件是由定子和转子组成的涡轮,它的作用是把液体能变为主轴上的机械能.将CFX-BladeGen应用于涡轮钻具叶片的造型,并对生成的模型进行数值模拟计算.计算结果与同类型涡轮钻具台架实验的数据比较表明,CFX-BladeGen可以... 涡轮钻具中的主要元件是由定子和转子组成的涡轮,它的作用是把液体能变为主轴上的机械能.将CFX-BladeGen应用于涡轮钻具叶片的造型,并对生成的模型进行数值模拟计算.计算结果与同类型涡轮钻具台架实验的数据比较表明,CFX-BladeGen可以比较方便、快捷地满足涡轮叶片造型要求. 展开更多
关键词 涡轮叶片 造型 数值模拟 CFX—BladeGen
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蒙特卡洛法在机械零件可靠性设计中的应用 被引量：13
12
作者 龙东平 冯进 +1 位作者 张慢来 刘孝光 《石油机械》 北大核心 2004年第4期22-25,60,共4页
根据蒙特卡洛法和机械零件可靠性设计理论 ,在VisualC ++6 0环境下开发了蒙特卡洛机械零件可靠性分析程序。该程序由用户文件输入模块、用户文件识别转换模块、蒙特卡洛可靠性分析模块和计算结果输出模块组成 ,可求解随机函数分布和可... 根据蒙特卡洛法和机械零件可靠性设计理论 ,在VisualC ++6 0环境下开发了蒙特卡洛机械零件可靠性分析程序。该程序由用户文件输入模块、用户文件识别转换模块、蒙特卡洛可靠性分析模块和计算结果输出模块组成 ,可求解随机函数分布和可靠性分析等问题。程序能对用户输入文件进行正确性检验 ,规范化处理 ,把用户输入的计算关系式转化成相应的计算模型 ,大大地拓宽了求解问题的范围 ,具有很强的通用性。用户根据研究内容的需要 ,输入独立随机变量名、分布类型、分布参数 ,以及应力和强度的计算式 。 展开更多
关键词 蒙特卡洛法 机械零件 机械设计 可靠性分析 模块 剪应力 弯曲应力 软件 VISUALC++6.0
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应用CFD软件模拟Ф115mm涡轮钻具机械特性 被引量：12
13
作者 冯进 张慢来 +2 位作者 刘孝光 龙东平 丁凌云 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期71-73,共3页
应用CFD软件对涡轮钻具组的内流场进行了分析研究,重点讨论了模拟压降和扭矩。考虑容积损失和摩擦损失的影响,采用三元流动设计理论,用粘性流体代替理想流体,用湍流代替层流,研究跨叶片的流场及其流体与叶片的相互作用,计算压降的理论... 应用CFD软件对涡轮钻具组的内流场进行了分析研究,重点讨论了模拟压降和扭矩。考虑容积损失和摩擦损失的影响,采用三元流动设计理论,用粘性流体代替理想流体,用湍流代替层流,研究跨叶片的流场及其流体与叶片的相互作用,计算压降的理论预测值与实测值非常接近,修正后的模拟扭矩基本等于对应转速下的实测值,模拟总效率曲线也与实测曲线基本吻合。通过模拟,获得了较详细的内流场数据,揭示了内流场与外特性之间的关系,进一步说明CFD的有效性,对改进涡轮机械性能指明了途径。 展开更多
关键词 钻井 涡轮钻具 机械特性 流体力学 模拟
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气-液旋流器内部流场的CFD模拟 被引量：9
14
作者 冯进 张慢来 +1 位作者 刘孝光 丁凌云 《化工机械》 CAS 2005年第6期358-361,共4页
对气-液旋流器内流场进行了CFD模拟。通过改变不同的入口高度、进液速度和入口管的截面形状,比较了不同的分离效果。通过对气体的体积分数分布的分析,可以方便快捷地预测CFD模型的分离性能。
关键词 气-液旋流器 CFD 模拟
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离心式气液分离器流场的全三维数值模拟 被引量：11
15
作者 冯进 丁凌云 张慢来 《长江大学学报（自科版）（上旬）》 CAS 2006年第4期112-115,共4页
针对适用于高密度、高粘度钻井液气液分离系统二级分离的离心式气液分离器,运用 CFD 商业软件对其进行了全三维数值模拟,通过选取适当的数学物理模型得出了分离器内部气液两相流的运动情况和分布状况,探讨了分离器内的局部流场情况,指... 针对适用于高密度、高粘度钻井液气液分离系统二级分离的离心式气液分离器,运用 CFD 商业软件对其进行了全三维数值模拟,通过选取适当的数学物理模型得出了分离器内部气液两相流的运动情况和分布状况,探讨了分离器内的局部流场情况,指出了原模型的一些不足,提出了改进后的分离器模型。 展开更多
关键词 离心式气液分离器 气液两相流 流场 数值模拟
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压缩机环状进气阀不同步特性的数值分析 被引量：10
16
作者 张慢来 张琴 +1 位作者 廖锐全 李勇 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2014年第5期422-428,共7页
为了研究环状进气阀各阀片的不同步特性,对往复式压缩机的膨胀-进气过程进行计算流体动力学的数值模拟以确定进行阀完整的运动规律.在压缩机内流场的瞬态计算过程中,通过在每一时间步内调用编写的关于活塞和阀片运动方程、阀片撞击判断... 为了研究环状进气阀各阀片的不同步特性,对往复式压缩机的膨胀-进气过程进行计算流体动力学的数值模拟以确定进行阀完整的运动规律.在压缩机内流场的瞬态计算过程中,通过在每一时间步内调用编写的关于活塞和阀片运动方程、阀片撞击判断条件、撞击时的位移约束和反弹速度边界的C语言程序,计算出4个阀片在各时间步内的位移增量,同时,运用动网格技术对计算网格进行更新,实现了对不同阀片运动过程的动态模拟.在分析网格无关性的基础上,研究了弹簧刚度和曲轴转速对各阀片的运动以及气阀实际进气量的影响.计算结果表明:阀片的不同步运动主要表现为阀片自内环到外环的逐渐关闭,随着弹簧刚度的增大和转速的降低,不同步现象越来越明显,当转速为300 r/min时,第1个阀片发生颤振,而刚度从4 000 N/m增大至6 000 N/m时,第1,2个阀片先后出现颤振,进气量约为阀片整体运动时的0.8倍,计算时必须考虑不同步对进气量的影响. 展开更多
关键词 压缩机环状进气阀 不同步特性 数值分析 颤振 动网格
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井下水动力轴流涡轮设计与试验研究 被引量：8
17
作者 冯进 张慢来 张先勇 《石油矿场机械》 2010年第12期51-53,共3页
通过井下水动力涡轮的设计和试验,发现流道中线决定涡轮设计工况的液流平均流动,而不是沿叶片骨线进口结构角方向。指出传统平面叶栅轴流涡轮设计方法存在的局限性,并提出了最高效率点的平均液流进口方向沿流道中线进口结构角方向的观点... 通过井下水动力涡轮的设计和试验,发现流道中线决定涡轮设计工况的液流平均流动,而不是沿叶片骨线进口结构角方向。指出传统平面叶栅轴流涡轮设计方法存在的局限性,并提出了最高效率点的平均液流进口方向沿流道中线进口结构角方向的观点,从而较好地解释了理论设计的机械性能与实际机械性能存在差异的原因。根据该观点,建议在涡轮叶栅叶型造型设计时,应检查流道中线在前、后缘额线处的切线,保证与设计液流方向基本相同,以提高涡轮设计的正确性和质量。对其他同类型的涡轮机械设计具有参考价值。 展开更多
关键词 水动力轴流涡轮 结构角 平面叶栅 机械性能 设计 试验
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多级涡轮内流场的CFD模拟 被引量：8
18
作者 张慢来 冯进 +2 位作者 龙东平 刘孝光 丁凌云 《石油矿场机械》 2005年第3期17-19,共3页
文章研究了多级涡轮内流场的CFD模拟,较好地解决了模型、边界协调2个方面的问题,并应用CFD软件对各级涡轮内流场进行模拟。通过模拟结果与实验对比,说明该方法是可行的。该方法建模容易、操作便捷,极大地降低了计算机内存和CPU的要求,... 文章研究了多级涡轮内流场的CFD模拟,较好地解决了模型、边界协调2个方面的问题,并应用CFD软件对各级涡轮内流场进行模拟。通过模拟结果与实验对比,说明该方法是可行的。该方法建模容易、操作便捷,极大地降低了计算机内存和CPU的要求,收敛速度快,保证了各级涡轮的入口边界跟实际边界基本一致,提高了内流场分析的准确性。 展开更多
关键词 涡轮 多级 模型 流体动力学 模拟 计算
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氧化/交联双重改性淀粉冻胶 被引量：8
19
作者 程立 陈瞰瞰 +3 位作者 张慢来 刘德基 廖锐全 谷溢 《石油钻采工艺》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期106-109,共4页
鉴于目前不压井作业中存在的诸多问题,利用改性淀粉冻胶的优越性,结合实际生产要求,研究了-种新型冻胶材料.室内实验表明,引发剂浓度、丙烯酰胺与淀粉投料比、反应温度、体系pH 值等因素影响改性淀粉冻胶成胶时间和胶体黏度.优化出氧化/... 鉴于目前不压井作业中存在的诸多问题,利用改性淀粉冻胶的优越性,结合实际生产要求,研究了-种新型冻胶材料.室内实验表明,引发剂浓度、丙烯酰胺与淀粉投料比、反应温度、体系pH 值等因素影响改性淀粉冻胶成胶时间和胶体黏度.优化出氧化/ 交联改性淀粉冻胶质量比配方为3.6% 淀粉＋0.03% 过硫酸铵＋14.5% 丙烯酰胺＋7.3% 交联剂A＋4.7% 交联剂B.冻胶在pH 值8-12 范围内,成胶时间在1 h 内可控调节.室内评价冻胶适用温度60-120 ℃,黏度可高于200×104 mPa·s. 展开更多
关键词 改性淀粉 冻胶 成胶时间 黏度
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基于数值仿真的往复式压缩机进气阀参数研究 被引量：7
20
作者 张琴 张慢来 +1 位作者 周志宏 廖锐全 《流体机械》 CSCD 北大核心 2013年第10期30-35,共6页
应用计算流体动力学方法(CFD)对往复式压缩机进气阀的工作过程进行内流场的瞬态数值模拟,确定了膨胀、进气过程中温度场、压力场、速度场等物理场的分布,研究了曲轴转速、弹簧刚度对进气阀工作特性的影响。计算结果表明:进气阀工作过程... 应用计算流体动力学方法(CFD)对往复式压缩机进气阀的工作过程进行内流场的瞬态数值模拟,确定了膨胀、进气过程中温度场、压力场、速度场等物理场的分布,研究了曲轴转速、弹簧刚度对进气阀工作特性的影响。计算结果表明:进气阀工作过程的仿真必须对膨胀和进气过程进行连续动态模拟以确定工作特性;对于一定结构的进气阀,当弹簧刚度由455N/m增大到8000N/m时,压缩机进气量从11.3×10-3m3降至8.8×10-3m3,因为泄漏,在刚度为2000N/m时具有最大实际吸入量11.2×10-3m3;当曲轴转速由300r/min提高到2000r/min时,实际吸入量由11.6×10-3m3降至8.6×10-3m3;从避免阀片颤振、降低瞬时流量波动、限制关闭滞后角和泄漏量以及提高实际吸入气量等方面综合考虑,较合理的弹簧刚度在2000N/m左右,大于原设计的455N/m。通过对进气阀的数值模拟,为优化弹簧刚度、进一步分析变转速下气阀的工作性能提供了依据。 展开更多
关键词 往复式压缩机 计算流体动力学 流-热-固 曲轴转速 弹簧刚度
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