论文摘要
随着氢能源的应用前景逐渐明朗,适合规模化使用的液化氢气对其输送技术提出了新的要求。利用机械式活塞泵进行液氢输送具有其它输送方式不具备的优点。因此,研究压力大、排量大、工作可靠、体积较小的液氢泵,具有重要的现实意义。针对国内外液氢泵设计和生产存在的突出问题,本文在往复泵已有研究成果基础上,开展了新型液氢泵的研究,重点是泵的基础理论、工作机理、材料选用、结构设计等方面。在此基础上,结合现代设计、分析软件,对泵的结构进行了设计,并对关键零部件的力学分析,最终完成了泵的设计。本文主要开展了以下几方面的研究工作。(1)通过开展液氢泵工作机理研究,对液氢泵的工作特性、运动规律和受力状况有了较为全面和系统的认识,为泵的结构设计提供了理论依据,对提高液氢泵的设计水平具有重要的意义。(2)通过对国内外液氢泵结构和性能进行比较和多个设计方案对比论证,提出了技术可行、结构可靠的液氢泵设计方案和技术参数。(3)通过对低温下常用材料性质的归纳和总结,完成了对低温泵各零部件所用的材料的选择。(4)设计了液氢泵的实验系统,为测试液氢泵的实际性能打下了基础。总之,通过本文的研究工作,建立了比较完善的新型液氢泵的设计理论和方法。将传统设计方法与计算机技术、软件技术相结合开展了新型液氢泵的开发和研究,提高了泵的设计效率,缩短了液氢泵的研发周期。因此,本文的研究工作具有一定的理论水平和应用价值。
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摘要ABSTRACT1 绪论1.1 课题的背景及实现意义1.2 液氢泵国内外现状1.3 液氢泵基本结构类型的选择1.4 液氢泵设计存在的问题1.5 液氢泵系统的基本结构设计1.6 本文的研究目的、研究内容和主要创新点2 液氢泵机理研究2.1 液氢泵液力端动态过程2.2 液氢泵动力端力学分析2.3 小结3 液氢泵整体设计3.1 设计原则3.2 设计方法3.3 总体方案设计3.4 小结4 液氢泵所用材料的选择4.1 常用的低温工程材料4.2 液氢环境对材料力学性质的影响4.3 液氢泵材料的选择4.4 常用低温材料性质参数4.5 Vespel 热膨胀系数的测试4.6 小结5 液力端零部件的结构设计与强度校核5.1 前缸体5.2 活塞5.3 活塞杆5.4 小结6 动力端零部件的结构设计及强度计算6.1 曲轴6.2 连杆6.3 中间缸活塞6.4 中间缸体的设计及校验6.5 轴承及轴瓦的设计及强度计算6.6 箱体和端盖的设计及强度校验6.7 小结7 液氢泵间隙密封的设计7.1 间隙密封的整体设计7.2 各部分的间隙密封设计7.3 小结8 液氢泵试验系统设计8.1 整机系统的设计8.2 液氮低温实验系统8.3 液氢试验系统8.4 低温系统设计计算8.5 小结9 全文总结及进一步的工作9.1 全文工作总结9.2 后期工作展望致谢参考文献
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