为揭示磁流变调速起动过程中的时间响应特点及影响因素,在分析磁流变调速起动控制系统工作原理的基础上,建立输出转速控制数学模型,并利用Simulink软件对调速起动的时间响应进行仿真分析,其后在不同初始条件下开展调速起动试验研究。研究表明磁流变调速起动响应时间随着励磁电流的减小和负载扭矩的增大而增加,而与输入转速间近似成正比例关系;试验时所测得不同因素的影响规律与仿真时基本一致,验证了理论模型和仿真分析的正确性,然而由于仿真时未考虑磁路响应和磁流变液流变响应,响应时间的仿真值与实测值相比偏小。

为揭示磁流变传动(magnetorheological(MR)transmission)界面间液膜的温升特性,以一种多盘式磁流变传动装置为研究对象,对传动界面间磁场分布进行有限元仿真分析,并采用实验方法研究了工作间隙内液膜的温升情况及分布规律,同时测试了液膜温升对传动性能的影响。研究结果表明:液膜温度沿工作间隙径向逐渐增大,并且温度差值随滑差时间越来越大,液膜沿周向温度分布基本均匀;滑差加载阶段,液膜温度随时间近似呈线性上升,且滑差功率越大,温升速度越快,在停机阶段温度下降缓慢,有必要采取强制散热措施以减缓液膜温升;液膜的温升将会导致其传递扭矩能力下降和动态响应速度变慢。

基于Bingham模型和传热学基本理论,建立滑差工况下磁流变液瞬态热传导方程,并采用数值仿真和试验研究了磁流变液温度场沿轴向和径向的分布以及滑差功率和工作间隙对其的影响规律。研究表明轴向各间隙中磁流变液间存在着温度差异,由内向外温度逐渐降低,且内外温差随时间的增大而增加;不同时刻磁流变液表面温度分布规律基本一致,温度最高值出现在工作半径中心处;磁流变液温度随滑差时间呈近似线性上升,且温升速度随滑差功率的增大而增大,随工作间隙的增大而减小。

通过对所研制的矿用精密水过滤器实验台进行过滤实验,研究絮凝剂和助凝剂投加量对原水浊度的去除效果。对比分析纤维球滤料、彗星式纤维滤料以及新型彗星式纤维滤料的过滤效果,同时研究过滤器运行压力、过滤速度对出水水质的影响特性,讨论进水浊度及滤层高度对压力损失的影响规律。结果表明:絮凝剂和助凝剂的投加量分别为5、1 mg/L时絮凝效果最好,原水浊度去除率最高;新型彗星式纤维过滤材料过滤效果最佳;过滤器在压力为0.2~0.6 MPa、滤速为38 m/h时滤床形成较快、出水水质稳定且浊度小于1 NTU;进水浊度增大时,滤床压力损失随时间的增长而加快,导致过滤周期变短;压力损失随滤层高度的增加而减小。实验所得参数为矿用水处理设备的研制和技术推广提供了依据。

为了研究滤层结构和滤速对纤维过滤器过滤效果的影响,针对不同工况,运用计算流体动力学软件Fluent中的多孔介质模型对纤维过滤器滤层的边界条件和计算参数进行设置,对过滤器内部压力场和速度场进行数值模拟,对计算结果进行分析与讨论。以圆柱形滤层结构为研究对象,详细分析半径、厚度及滤速对过滤器内部流场的影响规律。结果表明,压力损失随滤速和厚度的增大而增大,近似呈线性关系;滤层上部滤速稳定,中下部速度波动大,半径对滤层压力损失和速度的影响较小。

该文在建立了液体粘性传动摩擦副间油膜计算模型的基础上，综合考虑工作油的粘温特性，对油膜传递扭矩特性进行理论分析，结果表明，在油膜厚度一定的情况下，油膜传递的扭矩跟转速差和工作油黏度成正比。利用计算流体动力学软件FLUENT对平行界面间油膜的流动状态进行数值模拟，结果表明，恒温比变温条件下油膜传递扭矩大。在液体粘性传动特性实验台上进行实验研究，验证了理论分析的正确性，对液体粘性传动装置的设计和改进有一定的参考价值。

该文介绍了一种新型的过滤材料——彗星式纤维滤料，分析了该滤料在水处理过滤器中的运行性能。通过实验研究了彗星式滤料过滤器的进出水浊度、水头损失、过滤周期与滤速，以及反冲洗特性，结果表明，在过滤周期内出水水质稳定且浊度小于1NTU，过滤精度高；水头损失随滤速的增加而增加，而过滤周期随滤速的增加而减小；反冲洗耗水量低、反洗滤料洗净度高，污泥洗出率可达98％以上。