高压气动减压阀的结构优化与特性分析

对氢能源动力汽车的输氢系统来说,要解决的关键问题就是高压氢气的减压,本文针对该系统中的关键性元件高压气动减压阀进行了研究。为保证1次加氢后连续行驶距离达到300km以上,要求氢能源汽车车载输氢系统储氢气瓶的压力达到35MPa以上,氢能源汽车质子交换膜燃料电池所提供的氢气的正常工作压力为0．16MPa。通过对阀的各个主要部件进行分析,优化了该阀的结构,设计了一种新型高压气动减压阀;建立了阀的数学模型,运用MATLAB／SIMULINK仿真软件,分析了该阀的静态特性和动态特性。     

车载高压气动减压阀压力场与速度场研究

分析了氢能源汽车输氢系统的70 MPa两级气动减压过程,取得了两级减压阀各阀腔内部的压力场和速度场分布规律.研究结果表明:两级气动减压阀组的阀腔压力分布可分为上游压力区、中间压力区和下游压力区;第一级减压阀和第二级减压阀的阀口处气体均为超音速流动状态,2个减压阀出口的封闭直角区域均存在低速涡流现象.可以通过计算流体动力学(CFD)方法得到流场分布的数据,为车载减压阀组和锥形阀芯的形状与结构设计提供理论依据.     

锥型阀芯的高压气动减压阀设计分析

分析了氢能源汽车车载高压气动减压阀的结构和设计方法。具有锥型阀芯的车载高压气动减压阀通过阀体内部结构实现阀芯的最大开口量控制,阀的开口面积和阀位移成线性关系。建立了减压阀的静态和动态数学模型。减压阀的初始工作压力,控制压力以及最大控制压力和压力控制精度可以通过恰当地设计弹簧刚度,预压缩量和阀通径等参数来实现,定值输出减压阀可以保持出口压力基本恒定。     

基于CFD的车载高压气动减压阀流场分析

对某氢能源汽车两级高压气动减压阀进行了流场分析。首先分析了车载两级高压气动减压阀的工作过程,采用CFD(计算流体动力学)方法并利用Gambit及Fluent软件研究了阀腔内部的压力场和速度场分布,分析了两个阀口的减压作用,速度场分析结果表明阀内最高流速发生在阀口附件且偏下游的位置。     

基于AMESim的高压气动减压阀的稳定特性

针对氢能源汽车中气动减压阀高压化减压时减压阀稳定性下降的现象,对一种带有先导稳定流量器的高压气动减压阀进行特性研究。建立高压气动减压阀的AMESim仿真模型,仿真分析了其压力、流量特性、高压气动减压阀先导阀弹簧刚度、先导稳定流量器活塞阻尼孔、高压气动减压阀主阀弹簧刚度、主阀出口腔等参数对高压气动减压阀稳定性的影响。研究结果表明,带有先导稳定流量器的高压气动减压阀在高压化减压时,其出口压力稳定,压力振荡小,动态响应快。同时,适当地增大复位弹簧刚度,先导稳定流量器活塞阻尼孔,出口腔容积的增大,可提高阀的输出压力的稳定性和快速性。     

70 MPa高压氢气瓶阀密封技术研究

全球正面对能源和环境的挑战,氢能源汽车已成为全球汽车行业的发展方向,车载储氢系统主要是由储氢气瓶、组合式瓶阀、溢流阀、减压阀、压力/温度传感器等组成,其中需要频繁开启的部件是组合式瓶阀,压力一般在35 MPa～70 MPa,最容易产生泄漏。目前车载氢能的储存压力一般为35 MPa, 70 MPa的也在进行技术攻关,不同于普通的工业用气瓶阀,70 MPa高压氢气瓶阀设计压力高,密封性能的可靠性直接影响了产品的使用安全。针对70 MPa高压氢气瓶阀密封材料进行研究,采用GB/T 528-2009标准对不同硬度和直径的O形密封圈进行性能试验,比较不同材料的密封性能,确保70 MPa高压氢气瓶阀密封性能安全可靠。     

高压氢气减压器内部流场仿真分析

氢气减压器是氢燃料电池汽车的关键部位,随着氢燃料电池汽车续航里程要求的提高,氢气减压器的工作压力相应增大,传统的减压器难以满足使用要求.针对上述问题,研究了一种适用于70 MPa氢气压力的两级减压器,利用Fluent软件对其内部流场进行三维仿真模拟,通过研究不同阀门开口量大小来分析流体压力场、速度场、温度场的分布以及流...     

氢能源有轨电车厂内临时加氢工艺探讨

氢能源有轨电车是采用氢燃料电池作为动力源的有轨电车车辆,车辆运行需要氢气,是有轨电车未来技术发展的方向。鉴于氢燃料有轨电车通过氢气介质产生动能,车辆在生产制造调试阶段面临加氢问题,如何安全、高效解决临时加氢,保障车辆运行,成为具有现实意义的研究课题。在充分了解国内涉氢领域临时加氢的基础上,通过探讨氢能源有轨电车厂内临时加氢的设备设施、工艺流程和安全防范措施,为类似项目临时加氢提供参考。     

空气减压阀质量指标浅析

随着我国工业的迅速发展,气动控制系统在各个领域得到广泛应用.为保证气动控制系统的工作可靠性,必须有一个稳定可靠的气压源.除了压缩空气发生装置(如压缩机)之外,还必须有空气减压阀,作为气动控制系统的稳定可靠的气压源,以保证系统的可靠工作.空气减压阀的流量特性和压力特性是反映系统气压源稳定可靠的两个主要质量指标,下面作简要的分析.一、质量指标分析空气减压阀的流量特性,是指其出口空气流量和出口压力之间的关系;压力特性是指其调定的出口压力随进口压力而变化的量值.     

燃煤电厂350MW和660MW无氢发电机选型刍议

针对目前普遍采用的水氢氢发电机机型,本文通过介绍双水内冷和全空冷两种不使用氢气作为冷却介质的发电机机型,并通过技术经济比较,分析了在350MW和660MW等级上选择无氢气冷却介质发电机机型的可行性。     

Study on the influence of structural parameters on the flow and cavitation characteristics of tandem multi-stage pressure-reducing valves

Tandem multi-stage pressure-reducing valves (TMSPRV) are widely used for piping systems in the process industry. The flow coefficient is a central factor in valve design. The cavitation was caused by the local pressure of the fluid passing through the pressure-reducing valve being lower than the saturated steam pressure. Would cause serious damage to the pipeline system. Therefore, it is important to investigate systematically the effect of throttling structure parameters on the flow and cavitation characteristics of valves. In this paper, a combination of experimental and numerical simulations was used to study the effect of different structural parameters of valves on the flow coefficient. The results showed that increasing the flow channel inclination is beneficial to enlarging the flow coefficient. Meanwhile, the effects of different structural parameters on pressure and velocity of pressure reducing valves are discussed, the results indicated that increasing the inclination of the flow channel would reduce the vortex volume at the outlet. With the increase of the chamfer, the low-pressure area caused by the vortex in the near-wall surface decreases. Numerical simulations are conducted to investigate the effect of different structural parameters on the cavitation characteristics of valves. The numerical results showed that the flow channel inclination angle is 60° and the flow channel chamfer is less than 6 mm as the optimal value. In summary, considering the influence of structural parameters on flow coefficient, flow characteristics, and cavitation characteristics. The runner inclination angle is 60°, and the runner chamfer is 4 mm as the best value. The research work in this paper could provide technical support to achieve a better fluid pressure reducing and flow state of the TMSPRV under severe working conditions.     

A screw extruder for the centrifugal injector of hydrogen and deuterium pellets for the JT-60U tokamak

A compact extruder producing 150–200 mm³/s of transparent solid hydrogen or deuterium ice in a continuous steady-state mode at temperatures of 11–12 and 13–15 K, respectively, has been developed. A system for measuring the extrusion speed at an error of 1% is described. Solid hydrogen or deuterium has been continuously extruded for 600–1000 s at velocities of movement of a solid rod at the extruder outlet of 39 ± 3 and 38 ± 2 mm/s, respectively.     

热源与热汇对跨临界CO_2系统性能的影响

跨临界CO2系统性能不仅受到排气压力的影响,而且对热源热汇温度的变化也十分敏感。介绍了具有双节流阀装置且带有平衡储液器的跨临界CO2制冷热泵试验台,并改变热源和热汇温度条件对系统进行了多工况对比性试验研究。结果表明:当热汇温度15℃一定,热源从15℃上升到25℃时系统制热COPH平均每5℃上升4.4%左右,反之热源温度25℃一定,热汇从15℃上升到25℃,系统制冷COP平均每5℃下降6.8%左右。且热源温度对冷冻水出水温度影响较大,而热汇温度对其影响较小,无论是热源或热汇温度平均每改变5℃对冷却水出口温度的影响范围在0.7℃到1.9℃左右。     

盾构机推进液压系统设计与仿真分析

对盾构机推进液压系统做了详细的介绍,阐述了其系统组成及工作原理。该系统应用电液比例控制技术实现了推进力和位移的控制。通过对推进系统的仿真分析表明:采用电液比例泵和比例减压阀的控制策略,满足了系统的推进速度和压力要求。     

空调送风口低温射流的实验研究

通过实验研究了空调送风口低温射流的特性，测量了空调送风口低温射流的包络面、射流轴心速度衰减特性和主流区速度分布特性。将空调送风口低温射流特性与常温射流特性进行了对比分析。     

三分仓回转式空气预热器泄漏和传热耦合计算

回转式预热器的气体泄漏发生在多个部位,由大空间之间的小孔流动、携带泄漏、质量和能量守恒组成的非线性方程组描述,泄漏模型确定的流过传热元件的气体流量是传热计算的基础;回转预热器的热量传递包括携带迁移和对流换热两个过程,传热模型确定的气体出口温度是泄漏计算的必要数据;采用考虑轴向导热的二维的偏微分方程描述三分仓回转式预热器的热量传递,该方程与泄漏模型的多维非线性方程构成泄漏和传热耦合模型,给出耦合模型的求解方法,它提供更为精细的回转式预热器设计计算方法。对一台实际运行的三分仓回转式预热器不同密封间隙下的性能进行模拟,并将理论计算值和实际测量数据进行对比,结果表明,模型有较好的精度;径向和轴向泄漏会降低锅炉排烟温度,使预热器漏风率增大;旁路漏风会引起锅炉排烟温度增加,但对预热器漏风影响很小;预热器不同部位的泄漏对漏风率和锅炉排烟温度有不同影响。     

CO2跨临界制冷循环系统性能评价及Yong分析

通过用Yong分析方法对CO2跨临界制冷循环带节流阀和带膨胀机系统进行分析，发现节流阀的Yong损失较大，用膨胀机代替节流阀后，可使这部分损失降低，提高系统Yong效率。在带膨胀机的系统中，主要Yong损失发生在气体冷却器、压缩机和膨胀机，其中高压侧压力、气体冷却器出口温度以及蒸发温度对各部件的Yong损失和Yong效率都有不同程度的影响，在优化系统设计时应综合考虑这些参数。用Yong分析方法对系统性能进行评价，可为系统的改进提供理论依据。     

扩孔机液压及电气控制系统

通过对扩孔机控制系统的具体要求,提出了液压、电气控制系统的设计方案,介绍了系统的工作原理及给出了系统的原理图,同时验证了该系统的可行性。该控制系统以比例变量泵和恒压泵为动力元件,以比例减压阀为控制元件,以非对称液压缸为输出元件,实现对液压缸输出压力开环以及流量闭环控制,改善系统的控制性能。     

基于气动微流控芯片的新型智能痕量灌溉系统动态流量特性研究

提出一种基于气动微流控芯片的新型智能痕量灌溉系统，利用气动微流控芯片片上膜阀作为控水元件,阐述了新型智能痕量灌溉系统和片上膜阀的结构设计和工作原理，建立了新型智能痕量灌溉系统和片上膜阀的物理模型。对单个片上膜阀不同气体驱动压力、不同液流驱动压力下的出口流量，以及片上膜阀不同组合时的动态流量特性进行仿真分析，给出了不同情况下智能痕量灌溉系统出口流量和出口截面流速、压力分布等特性的分析结果。利用PDMS材料和软刻蚀技术对痕量灌溉系统控水元件进行封装，并对其流量特性进行了实验研究。讨论了在液流驱动压力为10 kPa、不同气体驱动压力时和气体驱动压力为0、不同液流驱动压力时，影响痕量灌溉系统流量的几种因素，并对实验现象进行理论分析。