液控调节阀多场耦合及磨蚀失效行为研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51875559
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0502.传动与驱动
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Coal liquefaction technology is a new direction in high efficiency and clean utilization of coal all over the world. Hydraulic control valve is one of key devices in coal liquefaction technology, because of its low anti-abrasion ability, short service life, which seriously restricts the stable operation of coal liquefaction technology. This project intends to focus on multi-field couping and abrasion behavior in hydraulic control valve, investigating fluid dynamic performance, abrasion failure characteristics, multiphase flow impact couping effect, and abrasion state monitoring of hydraulic control valve. An erosion-abrasion model of multiphase flow in hydraulic control valve will be established, the relationship between the wear rate and valve structure will also be analyzed. A method for descriping characterization of abrasion degree of multiphase flow field in hydraulic control valve will be presented, the behavior prediction system will also be presented. In addition, the model of multiphase flow impact will be proposed, and the abrasion position of hydraulic control valve will also be obtained. Furthermore, the detection method of multiphase flow based on fiber-optic sensors will also be introduced, wear failure predication of hydraulic control valve will be achieved. The expected results in this project will provide support for prolongate the lifetime of hydraulic control valve, improve the safety of the coal liquefaction technology, and also promote the localization process of hydraulic control valve of China.
煤液化技术是目前世界上煤碳高效清洁利用发展新方向。液控调节阀作为煤液化系统中的关键设备,因其抗磨蚀能力差、寿命短的问题严重制约了煤液化生产过程的稳定运行。本项目拟围绕液控调节阀气液固多场耦合及磨蚀失效这一关键科学问题,开展液控调节阀流场动态特性、磨蚀失效特征、冲击耦合机理和磨蚀状态监测等方面的研究。主要内容包括:建立液控调节阀空化流场中固体颗粒的冲击磨蚀模型,分析液控调节阀结构参数与磨损率分布的关系;提出液控调节阀多相流场中磨蚀程度表征方法,构建液控调节阀磨蚀失效行为评价体系;建立液控调节阀多相流冲击压力模型,准确预测液控调节阀易磨蚀失效区域;提出基于光纤传感器的液控调节阀磨蚀状态监测方法,开展液控调节阀磨蚀失效预测。研究成果可提高煤液化液控调节阀的服役寿命,增强调节阀的运行可靠性,为实现液控调节阀的国产化提供技术支持。

结项摘要

针对煤液化调节阀运行工况苛刻、抗磨蚀能力差、服役寿命短的问题,提出了调节阀流场中空化区域识别特征参量,准确获取了调节阀内空化轴向和径向产生位置、分布区域以及形态的变化,为调节阀受空蚀破坏的位置和寿命预测奠定了基础;获取了流场中固体颗粒的分布特性和沿空化区域的扩散特性,阐明了液控调节阀空化流场中固体颗粒对节流部位的冲击磨蚀机理,指出适当减小阀芯头部圆弧半径、调节阀阀座下游流道长度、增加阀座扩展角可以有效抑制空化现象,提高了煤液化系统中液控调节阀的服役寿命;建立了煤液化调节阀的稳态液动力模型,基于熵产理论阐明了调节阀内流动总熵产与稳态液动力近似为指数关系,提出了一种阀芯振动信号采集系统并揭示了调节阀阀芯轴向和径向的振动特性,提高了煤液化调节阀的安全性和可靠性;建立了液控调节阀空化流动多物理场同步测量系统,揭示了调节阀内非定常空化流动形态和壁面压力脉动之间的关系,形成了一种基于遗传算法优化的自支持向量机调节阀空化状态识别技术,实现了调节阀健康状态的实时在线诊断。本项目的研究成果为提高煤液化液控调节阀的服役寿命、增强调节阀的运行可靠性提供了理论基础。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(0)
专利数量(11)
Influence of inlet pressure on cavitation characteristics in regulating valve
进口压力对调节阀空化特性的影响
  • DOI:
    10.1080/19942060.2020.1711811
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Xiumei Liu;Zihong Wu;Beibei Li;Jiyun Zhao;Jie He;Wei Li;Chi Zhang;Fangwei Xie
  • 通讯作者:
    Fangwei Xie
Investigation on Unsteady Cavitation Flow and Excited Pressure Fluctuations in Regulating Valve
调节阀非定常空化流及激振压力脉动的研究
  • DOI:
    10.3390/machines10010032
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Machines
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Xiumei Liu;Jie He;Yongwei Xie;Beibei Li;Yujia Zhang;Jinsong Chen;Qihang Liu
  • 通讯作者:
    Qihang Liu
Experiment and simulation study on cavitation flow in pressure relief valve at different hydraulic oil temperatures
不同液压油温度下溢流阀空化流动实验与仿真研究
  • DOI:
    10.1016/j.flowmeasinst.2022.102289
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Flow Measurement and Instrumentation
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Jie He;Yujia Zhang;Xiumei Liu;Beibei Li;Shenzhen Sun;Jiajia Peng;Weiwei Liu
  • 通讯作者:
    Weiwei Liu
Experimental study on unsteady characteristics of the transient cavitation flow
瞬态空化流非定常特性实验研究
  • DOI:
    10.1016/j.flowmeasinst.2021.102008
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Flow Measurement and Instrumentation
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Xiumei Liu;Jiaqing Song;Beibei Li;Jie He;Yujia Zhang;Wei Li;Fangwei Xie
  • 通讯作者:
    Fangwei Xie
仿生引流式煤液化调节阀阀座空化抑制行为研究
  • DOI:
    10.7652/xjtuxb202209004
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    西安交通大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘秀梅;刘威威;贺杰;李贝贝;张雨佳
  • 通讯作者:
    张雨佳

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其他文献

多盘式磁流变液离合器内温度场特性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    贺杰;高丽霞;刘秀梅
  • 通讯作者:
    刘秀梅
食源性致病菌定量风险评估的实例
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国食品卫生杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘秀梅;陈艳
  • 通讯作者:
    陈艳
具有迹NG性质的C*-代数的K_0群性质
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    同济大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨新兵;方小春;刘秀梅
  • 通讯作者:
    刘秀梅
Brønsted 酸性离子液体催化吲哚与α,β-不饱和酮的Michael加成反应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    马雪成;刘秀梅;刘晨江
  • 通讯作者:
    刘晨江
粮食生产效率的随机前沿函数分析——基于内蒙古微观农户层面1312户调研数据
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨皓天;刘秀梅;句芳
  • 通讯作者:
    句芳

其他文献

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刘秀梅的其他基金

液压系统复杂流道空泡群溃灭及空化噪声研究
  • 批准号:
    51209203
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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