海水淡化高压轴向柱塞泵的关键技术研究
| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| ABSTRACT | 第9-11页 |
| 符号清单 | 第18-26页 |
| 第一章 绪论 | 第26-46页 |
| 摘要 | 第26页 |
| 1.1 概述 | 第26-30页 |
| 1.2 课题的来源、研究目的和意义 | 第30-31页 |
| 1.2.1 课题的来源 | 第30页 |
| 1.2.2 研究目的 | 第30-31页 |
| 1.2.3 研究意义 | 第31页 |
| 1.3 国内外研究发展概况 | 第31-43页 |
| 1.3.1 水液压传动技术的发展 | 第31-33页 |
| 1.3.2 水液压轴向柱塞泵技术的发展 | 第33-38页 |
| 1.3.3 水液压轴向柱塞泵基础研究现状 | 第38-42页 |
| 1.3.4 文献总结 | 第42-43页 |
| 1.4 关键问题 | 第43-44页 |
| 1.5 研究内容 | 第44-45页 |
| 1.6 本章小结 | 第45-46页 |
| 第二章 基于海水流体属性的泵压力流量特性模型 | 第46-70页 |
| 摘要 | 第46页 |
| 2.1 引言 | 第46-47页 |
| 2.2 海水淡化高压轴向柱塞泵的结构 | 第47-48页 |
| 2.3 泵压力流量特性的建模 | 第48-54页 |
| 2.3.1 建模的基本原理 | 第48-49页 |
| 2.3.2 柱塞的轴向运动和位移 | 第49-50页 |
| 2.3.3 柱塞腔的压力和流量特性 | 第50-52页 |
| 2.3.4 泵的压力和流量特性 | 第52-54页 |
| 2.4 海水介质流体属性的建模 | 第54-56页 |
| 2.5 考虑海水流体属性后泵压力流量模型的修正 | 第56-58页 |
| 2.6 模型的数值仿真 | 第58-60页 |
| 2.6.1 计算方法 | 第58页 |
| 2.6.2 仿真参数 | 第58-60页 |
| 2.7 计算结果及讨论 | 第60-69页 |
| 2.7.1 海水介质的流体属性 | 第60页 |
| 2.7.2 柱塞腔内的动态压力 | 第60-62页 |
| 2.7.3 柱塞腔内的空化 | 第62页 |
| 2.7.4 柱塞腔内的流量 | 第62-64页 |
| 2.7.5 泵的出口动态压力 | 第64-65页 |
| 2.7.6 泵的出口流量 | 第65-66页 |
| 2.7.7 泵关键摩擦副的内泄漏流量 | 第66-67页 |
| 2.7.8 泵的进口流量 | 第67-69页 |
| 2.7.9 泵的容积效率 | 第69页 |
| 2.8 本章小结 | 第69-70页 |
| 第三章 泵内部空化流动的数值模拟 | 第70-94页 |
| 摘要 | 第70页 |
| 3.1 引言 | 第70-71页 |
| 3.2 泵内空化流动的流体力学模型 | 第71-77页 |
| 3.3 数值计算 | 第77-79页 |
| 3.3.1 网格划分 | 第77-78页 |
| 3.3.2 边界条件 | 第78页 |
| 3.3.3 计算方法 | 第78-79页 |
| 3.3.4 仿真参数 | 第79页 |
| 3.4 计算结果及分析 | 第79-93页 |
| 3.4.1 柱塞腔内的空化 | 第79-83页 |
| 3.4.2 配流盘上的空化 | 第83-84页 |
| 3.4.3 柱塞腔吸排海水质量流量 | 第84-86页 |
| 3.4.4 柱塞腔内平均压力 | 第86-88页 |
| 3.4.5 泵的出口质量流量 | 第88-90页 |
| 3.4.6 泵的出口平均压力 | 第90-93页 |
| 3.5 本章小结 | 第93-94页 |
| 第四章 海水润滑滑靴副的设计及其流固耦合分析 | 第94-116页 |
| 摘要 | 第94页 |
| 4.1 引言 | 第94-95页 |
| 4.2 海水润滑滑靴副的设计 | 第95-104页 |
| 4.2.1 剩余压紧力法 | 第96-97页 |
| 4.2.2 完全平衡法 | 第97-104页 |
| 4.2.2.1 滑靴副流动区域的流态分析 | 第97-100页 |
| 4.2.2.2 固定阻尼孔的压力流量关系 | 第100-102页 |
| 4.2.2.3 水膜厚度和压降系数 | 第102-104页 |
| 4.2.2.4 设计实例 | 第104页 |
| 4.3 海水润滑完全平衡型滑靴副的流固耦合分析 | 第104-115页 |
| 4.3.1 滑靴副流动域模型 | 第105-107页 |
| 4.3.1.1 控制方程 | 第105-106页 |
| 4.3.1.2 网格划分 | 第106-107页 |
| 4.3.1.3 求解方法 | 第107页 |
| 4.3.2 滑靴体固体域模型 | 第107-109页 |
| 4.3.2.1 力学方程 | 第107-108页 |
| 4.3.2.2 网格划分 | 第108页 |
| 4.3.2.3 求解方法 | 第108-109页 |
| 4.3.3 流固耦合计算 | 第109页 |
| 4.3.4 数值计算结果及分析 | 第109-115页 |
| 4.3.4.1 滑靴副结构场计算结果及分析 | 第109-111页 |
| 4.3.4.2 滑靴副流场计算结果及分析 | 第111-115页 |
| 4.4 本章小结 | 第115-116页 |
| 第五章 泵的动力学分析及虚拟样机技术 | 第116-142页 |
| 摘要 | 第116页 |
| 5.1 引言 | 第116-117页 |
| 5.2 泵主要零件的动力学分析 | 第117-124页 |
| 5.2.1 柱塞滑靴组件的受力分析 | 第117-120页 |
| 5.2.2 缸体对配流盘的作用力 | 第120-121页 |
| 5.2.3 主轴的驱动力矩 | 第121页 |
| 5.2.4 主要零件受力的计算 | 第121-124页 |
| 5.3 泵关键摩擦副的PV值分析 | 第124-128页 |
| 5.3.1 柱塞副pv值的分析 | 第124页 |
| 5.3.2 滑靴副pv值的分析 | 第124-125页 |
| 5.3.3 流副pv值的分析 | 第125-126页 |
| 5.3.4 关键摩擦副pv值的计算 | 第126-128页 |
| 5.4 泵的虚拟样机技术 | 第128-141页 |
| 5.4.1 泵虚拟样机的建立 | 第128-132页 |
| 5.4.1.1 机械模型 | 第128-130页 |
| 5.4.1.2 压力流量模型 | 第130-132页 |
| 5.4.1.3 机械模型和压力流量模型之间的接口 | 第132页 |
| 5.4.2 虚拟样机运行设置 | 第132-133页 |
| 5.4.3 虚拟样机运行的结果及分析 | 第133-141页 |
| 5.4.3.1 缸体的转动速度 | 第133页 |
| 5.4.3.2 柱塞体的轴向运动 | 第133-134页 |
| 5.4.3.3 滑靴体沿斜盘的运动 | 第134页 |
| 5.4.3.4 柱塞体的轴向受力 | 第134-135页 |
| 5.4.3.5 柱塞体的径向受力 | 第135页 |
| 5.4.3.6 滑靴体受力 | 第135-136页 |
| 5.4.3.7 缸体的径向受力 | 第136页 |
| 5.4.3.8 配流盘的压紧力 | 第136-137页 |
| 5.4.3.9 主轴的扭矩 | 第137页 |
| 5.4.3.10 单柱塞腔内的动态压力和流量 | 第137-138页 |
| 5.4.3.11 泵的出口压力和流量 | 第138-139页 |
| 5.4.3.12 主轴和柱塞的动态应力 | 第139-140页 |
| 5.4.3.13 配流盘的应力和轴向变形 | 第140-141页 |
| 5.5 本章小结 | 第141-142页 |
| 第六章 水润滑下耐蚀金属与聚醚醚酮的摩擦学试验 | 第142-166页 |
| 摘要 | 第142页 |
| 6.1 引言 | 第142-143页 |
| 6.2 摩擦磨损试验方法 | 第143-147页 |
| 6.2.1 试验条件 | 第143-144页 |
| 6.2.2 试验材料的制备 | 第144-147页 |
| 6.2.2.1 耐蚀金属试件 | 第144-146页 |
| 6.2.2.2 聚醚醚酮试件 | 第146-147页 |
| 6.2.3 试验步骤 | 第147页 |
| 6.3 试验结果及分析 | 第147-165页 |
| 6.3.1 AISI 431不锈钢与聚醚醚酮配对 | 第147-150页 |
| 6.3.1.1 摩擦系数 | 第147-148页 |
| 6.3.1.2 磨损质量 | 第148页 |
| 6.3.1.3 磨擦表面形貌分析 | 第148-150页 |
| 6.3.1.4 试验总结 | 第150页 |
| 6.3.2 SAF 2507不锈钢与聚醚醚酮配对 | 第150-156页 |
| 6.3.2.1 摩擦系数 | 第151页 |
| 6.3.2.2 磨损质量 | 第151页 |
| 6.3.2.3 磨擦表面形貌分析 | 第151-155页 |
| 6.3.2.4 试验总结 | 第155-156页 |
| 6.3.3 17-4PH不锈钢与聚醚醚酮配对 | 第156-160页 |
| 6.3.3.1 摩擦系数 | 第156页 |
| 6.3.3.2 磨损质量 | 第156页 |
| 6.3.3.3 磨擦表面形貌分析 | 第156-159页 |
| 6.3.3.4 试验总结 | 第159-160页 |
| 6.3.4 TC4钛合金与聚醚醚酮配对 | 第160-165页 |
| 6.3.4.1 摩擦系数 | 第160页 |
| 6.3.4.2 磨损质量 | 第160-161页 |
| 6.3.4.3 磨擦表面形貌分析 | 第161-165页 |
| 6.3.4.4 试验总结 | 第165页 |
| 6.4 本章小结 | 第165-166页 |
| 第七章 泵样机的加工工艺、性能试验及应用 | 第166-188页 |
| 摘要 | 第166页 |
| 7.1 引言 | 第166页 |
| 7.2 泵的主要技术指标 | 第166-167页 |
| 7.3 泵样机的加工工艺 | 第167-172页 |
| 7.4 泵样机的性能试验 | 第172-181页 |
| 7.4.1 试验系统 | 第172-176页 |
| 7.4.2 试验过程 | 第176-181页 |
| 7.4.2.1 跑合试验 | 第176页 |
| 7.4.2.2 加载试验 | 第176-181页 |
| 7.4.2.3 长期试验 | 第181页 |
| 7.5 泵样机的应用 | 第181-185页 |
| 7.5.1 实验室试用 | 第182-184页 |
| 7.5.2 实际应用 | 第184-185页 |
| 7.6 本章小结 | 第185-188页 |
| 第八章 总结与展望 | 第188-192页 |
| 8.1 全文总结 | 第188-190页 |
| 8.2 研究展望 | 第190-192页 |
| 参考文献 | 第192-202页 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 | 第202-203页 |
