双螺杆压缩机工作性能测试实验平台搭建及教学应用

为提升“过程流体机械”实验教学的高阶性、创新性、挑战度,设计开发了双螺杆压缩机工作性能测试实验平台。该平台可实现工作性能测试、示功(p-V)图绘制等常规实验,并支持开展变工况调节特性分析以及啮合副型面优化设计验证等研究性实验。平台硬件部分根据啮合副型面特征设计了传感器布置方案;软件部分基于LabVIEW软件完成在变载工况下绘制p-V图、计算指示功率及分析效率等数据处理功能。该平台应用于实验教学可为培养学生的工程实践创新能力提供保障。

“8”字形盘密封螺旋泵排液特性

圆盘密封螺旋泵具有排量大、磨损小、介质适应性强等优点,但其使用过程中存在振动大、不能实现完全的自驱动等问题。针对这些问题,提出“8”字形盘密封螺旋泵,基于其工作原理构建泵送过程的几何模型,建立“8”字形密封螺旋泵排液体积的数学模型,分析啮合副型面参数对排液过程工作特性的影响机制。结果表明:单个转动周期内螺杆增压段螺槽被密封盘分为两个腔室,“8”字形盘密封螺旋泵排液体积较同半径下的圆盘密封螺旋泵提高了约55.7%;排液体积随密封盘大圆半径、密封盘过渡圆弧半径、螺杆半径变化均呈近似正比例线性关系。

地热能全流发电用两相单螺杆膨胀机理论膨胀过程热力特性研究

针对地热能发电技术存在的系统效率与热源利用率低的问题,对全流循环发电系统中替代传统汽轮机使用的单螺杆膨胀机进行了热力特性分析。基于质量守恒方程、能量守恒方程与湿蒸汽维里状态方程,建立了考虑液体闪蒸与气液平衡的单螺杆膨胀机理论全流膨胀过程的热力学模型,探索了进气温度与干度对气液两相工质状态及膨胀机热力特性的影响机理。结果表明:当进气温度由140℃升高至170℃时,湿蒸汽工质的质量、压力和温度均得到提升,单螺杆膨胀机的输出功率也由210 kW提升至约260 kW,等熵效率在进气温度为160℃时取得77%的最佳值;进气干度的提高会减少进入工作腔湿蒸汽工质质量,进而导致膨胀结束后介质压力与温度的降低,但显著促进了膨胀机的性能参数包括输出功率和等熵效率的提高,当进气干度为0.3时,单螺杆膨胀机的输出功率超过了500 kW,等熵效率也可达76.5%。上述研究结果对应用于地热能全流发电的两相单螺杆膨胀机的热力特性分析与改善以及全流发电技术的优化有一定的参考意义。

高压混相激光脸浅槽机械密封润滑状态转变特性及密封性能分析

以激光脸浅槽微接触式密封为研究对象,求解考虑混相介质特性和密封端面粗糙度效应的雷诺方程,通过分形接触理论求解微凸体接触力,利用不同微凸体接触状态下求解出的液膜承载系数对混相微接触式机械密封混合润滑状态进行分级,探究了压力及转速等工况条件和开槽形式对密封的润滑状态转变的影响规律.结果表明:混相微接触式机械密封混合润滑状态可分为弹性混合润滑状态、弹塑性混合润滑状态和塑性混合润滑状态3个级别;随着转速升高,液膜承载力不断增大,微凸体接触力逐渐趋向于0,密封环分开实现非接触,此时液膜承载系数为1;压差和槽深越大、混相介质气相容积比越高,矩形槽角度和周期数越小,临界转速越大,润滑状态更稳定,摩擦副分离越困难.

CO_(2)/CH_(4)混合物理论跨临界增压过程的热力性能研究

伴生气增压回注驱油是油气开采中实现碳减排的重要措施,但伴生气主成分为CO_(2)/CH_(4)混合物,组分波动剧烈,且CO_(2)在临界点附近性质极不稳定,这对注气压缩机的稳定性提出了严峻挑战。为厘清CO_(2)/CH_(4)混合物跨临界增压特性,构建了混合物物性PR方程,计算了混合物物性及相态变化规律,明确了安全增压路径。据此构建了CO_(2)/CH_(4)混合物理论跨临界增压热力学模型,得到了混合物跨临界增压过程p-V图、阀片运动规律及指示功率,并对比分析了组分浓度对物性特征及压缩机热力性能的影响机理。研究结果表明:随着CO_(2)浓度升高,饱和气相线向高温区移动,临界温度升高,增压过程中进排气压力损失增大,CO_(2)浓度从20%增加到100%过程中压缩机功耗降低22.93%。相关研究结果可为CO_(2)/CH_(4)混合物跨临界增压压缩机的设计和可靠运行提供理论依据。

轮作条件下秸秆施用方式对农田水分及作物产量的影响

通过小区试验，研究了粉碎、氨化秸秆以及与无机土壤改良剂（硫酸钙）混合配施措施对土壤水分及作物产量的影响。结果表明，氨化秸秆利于提高土壤对降水的保蓄能力，显著增加0—100cm土层土壤蓄水量。在夏玉米一冬小麦轮作中，氨化秸秆提高土壤蓄水能力主要反映在夏玉米苗期和冬小麦抽穗期。粉碎秸秆氨化与硫酸钙处理的夏玉米、冬小麦水分利用效率分别较粉碎秸秆覆盖提高了4．97％、30．32％，效果显著。氨化秸秆施人土壤的措施较未氨化秸秆覆盖还田的措施夏玉米、冬小麦产量分别提高4．56％-10．00％和6．65％～11．12％。

秸秆粉碎氨化还田对土壤体积质量及持水特性的影响

为尝试解决秸秆还田中秸秆分解缓慢、易诱发病虫害及与作物争氮等问题,通过室内土柱培养试验对比研究了秸秆粉碎程度及秸秆不同C/N值对自身分解速率、土壤体积质量、土壤持水特性的影响。结果表明:短期内秸秆粉碎程度对秸秆分解速率影响不大,但粉碎秸秆在试验后期分解速率明显高于长秸秆,氨化措施可显著加快秸秆的分解速率;粉碎秸秆对土壤体积质量的减小作用明显较长秸秆为好,在整个试验期,粉碎氨化秸秆处理的土壤体积质量均显著低于同时期其他处理;各处理土壤持水能力差异不大,但粉碎氨化秸秆能明显增强土壤耐旱性。该结果为探索一种能最大效益发挥秸秆改良土壤作用的秸秆还田新方式提供了一定的参照。

麦秸预处理方式对黄绵土结构及低吸力段持水性的影响

通过土柱模拟培养试验,对比研究秸秆经过粉碎、氨化预处理及与无机土壤改良剂(硫酸钙)混合配施对黄绵土结构及低吸力段持水特性的影响。结果表明,秸秆经粉碎、氨化预处理及与土壤改良剂配施后能显著提高土壤结构稳定性,降低土壤结构分形维数。其中粉碎氨化秸秆对提高土壤稳定性具有一定的迟效性。秸秆经过不同预处理后施入土壤使土壤孔隙连通性降低,并随着秸秆的分解得到改善。其中长秸秆对土壤孔隙连通性改善作用较粉碎秸秆差。试验表明,土壤团聚体分形维数与土壤结构评价指标均呈极显著负相关关系(P<0.01),土壤团聚体分形维数FD与低吸力段土壤孔隙分形维数Dp之间呈极显著直线相关关系,相关系数为-0.80。FD与Dp两者结合分析可定量描述不同预处理秸秆对土壤结构、低吸力段持水特性的动态影响过程。

基于主成分分析的不同预处理麦秸改良土壤效果评价

以7种不同预处理（T1~T7）麦秸改良土壤为试验数据,选用150 min累积入渗量（I150）、有效含水率（θ）、土壤累积蒸发量（Ec）、土壤团聚体分形维数（FD）、土壤孔隙分形维数（Dp）、秸秆分解率（Rd）、全氮含量（wTN）7个相互独立的指标,基于主成分分析方法研究不同预处理秸秆还田后,对土壤入渗特性、土壤水分有效性、持水性、结构稳定性、土壤孔隙、秸秆分解率、土壤全氮含量7个方面的改良土壤效果进行评价。将各评价指标的加权和作为改良土壤效果的综合主成分指标。结果表明,改良效果综合主成分可以代表86.93%的不同预处理麦秸改良效果变异信息,且服从正态分布,具有较好的代表性和客观性,可以用于预处理麦秸改良土壤效果的评价。在7个指标中,第一公因子以全氮含量（wTN）、孔隙分形维数（Dp）、土壤团聚体分形维数（FD）、土壤有效含水率（θ）的贡献率较大（达49.92%）;第二公因子以秸秆分解率（Rd）、累积入渗量（I150）和土壤累积蒸发量（Ec）的贡献率较大（达37.01%）。不同预处理秸秆改良土壤综合效果优劣依次为T6、T7、T3、T5、T4、T2、T1。氨化秸秆对土壤的综合改良效果优于未氨化秸秆,粉碎秸秆对土壤的综合改良效果优于未粉碎秸秆,氨化秸秆与硫酸钙改良剂混合还田的土壤改良效果优于与硫酸铝改良剂混合配施措施。

预处理秸秆对土壤蒸发及秸秆分解率的影响

通过室内土柱模拟培养试验,对比研究了秸秆粉碎、氨化及与无机土壤改良剂混合配施后对土壤蒸发特性及秸秆分解速率的影响.结果表明:秸秆施入土壤后明显提高了土壤的累积蒸发量,粉碎氨化秸秆具有降低累积蒸发量的作用,其与无机土壤改良剂混合配施后,降低土壤蒸发强度作用显著,提高了土壤的耐旱性.长秸秆和粉碎秸秆单独施入土壤后明显提高了土壤的蒸发失水比,粉碎氨化秸秆能持续降低土壤的蒸发失水比,当其与土壤改良剂混合后抑制土壤无效蒸发作用周期延长.秸秆施入土壤后的分解高峰主要发生在30 d内.短期内秸秆粉碎程度对其分解速率作用不明显,粉碎氨化秸秆提高秸秆分解率效果显著.土壤耗水特征各指标累积蒸发量E c、蒸发速率a·b、蒸发失水比pwl各指标之间相关关系具有统计学意义,能较好地表征土壤蒸发特性.

基于虚拟仪器技术的单螺杆压缩机性能测试实验教学平台开发

为推进过程流体机械一流课程建设步伐,结合中国石油大学(华东)国家一流专业过程装备与控制工程对学生工程实践能力及自主探索能力培养的要求,完善了实验课程内容体系,设置了开放性、探索性和创新性实验项目。在现有实验平台基础上,基于虚拟仪器技术构建了可实施开放性、探索性实验的单螺杆压缩机工作性能测试实验平台。该实验平台既能够实现单螺杆压缩机关键性能参数及p-V图的测试,还支持学生自主设计实验参数,开展变工况性能研究及热力变形特性研究。该平台可为学生工程实践能力及自主探索能力培养提供一种新思路和切实可行的方案,具有较高的教学实用性。

单螺杆压缩机几何参数对压缩机性能的影响

根据单螺杆压缩机的结构特点和工作过程特性,分析了单螺杆压缩机中啮合副的几何参数对压缩机性能的影响。计算了不同中心距系数和星轮螺杆直径比情况下压缩机的排气量,排气孔口位置和面积以及在排气孔口位置保持不变的情况下的流动损失情况。通过分析发现:排气量随星轮螺杆直径比的增大而增大,而随中心距系数的增大呈先增大后减小的趋势。排气开始位置不受星轮螺杆直径比变化的影响,只随中心距系数的增大而往排气侧延迟,排气孔口面积则随星轮螺杆直径比的增大而增大。在排气孔口位置不变的情况下,随星轮螺杆直径比增大,排气过程的流动阻力损失线性增加。该分析结果为压缩机改型设计提供了依据。

舰船用星型压缩机并联充气过程的理论研究

为了研究舰船用星型压缩机并联充气过程工作机理,本文根据星型压缩机的工作原理,建立了多台压缩机并联充气过程的数值模型。利用上述模型对多台压缩机并联充气过程热力性能进行了研究,得到了并联压缩机台数及充气工作参数对任意时刻气罐内的压力、压缩机的实际排量和充气时间等参数的影响规律。通过分析发现:多台压缩机并联充气时气瓶内压力升高增快,单台压缩机的瞬时充气量降低。随并联台数的增加,气瓶内压力的升高值成线性增加,但单台压缩机的瞬时充气量的减小值及充气时间会逐渐降低并趋于平缓。随着初始压力的升高气瓶内的瞬时压力逐渐升高,单台压缩机的瞬时充气量逐渐降低,初始压力越高,单台压缩机瞬时充气量的减小值越小,并联充气过程中达到充气终压的时间越少,且呈现线性降低的趋势。通过对星型压缩机并联充气过程的研究,可为海洋工程中压缩机的选配提供理论基础。

不同水肥调控措施对土壤水分及制种玉米产量的影响

为探求西北内陆干旱地区制种玉米合理的水肥调控措施,在石羊河流域中游地区开展田间试验,设置了灌水定额（A）、灌水次数（B）、次追肥量（C）和追肥次数（D）的L9（34）正交试验.结果表明,当灌水定额大于400 m^3/hm^2时,对制种玉米大喇叭口期的深层（60-100 cm）土壤水分含量影响显著,同时能明显延长制种玉米的营养生长周期,促进物株高增长;不同试验因素相比,灌水定额效应最大,依次为灌水次数、追肥次数和次追肥量,次追肥量的效应最小.垄膜沟灌条件下,制种玉米全生育期灌水6次（播种、拔节期、大喇叭口期、抽穗期、灌浆期、成熟期）,灌水定额为500 m^3/hm^2,灌溉定额为3 000 m^3/hm^2,拔节期追施N肥1次（追肥量200 kg/hm^2）为最优水肥调控措施.

单螺杆制冷压缩机单滑阀能量调节机构的几何特性分析

为了分析单螺杆制冷压缩机单滑阀能量调节机构的工作特性,基于压缩机的工作过程确定了滑阀在不同负荷下的特征角度,得到了不同负荷下任意转角位置处的有效旁通面积和有效排气孔口面积。分析了旁通口初始位置与排气口初始位置对有效旁通面积、有效排气口面积、气量调节范围和内容积比调节的影响。结果表明:旁通口初始位置越靠近排气端,滑阀在相同的轴向位移下所能调节的气量范围越大,当旁通口初始位置向排气端移动的距离从0增加到15mm时,气量调节范围增大了20%;排气孔口初始位置影响排气开始时间及内容积比,当排气口初始位置向排气侧移动的距离从0增加到15mm时,排气开始角延迟了10°,内容积比增大至2.25倍。通过对单滑阀调节机构几何特性的分析,为今后滑阀调节过程的研究以及滑阀的优化设计提供了基础。

基于Aspen Plus的热力循环虚拟仿真系统设计与教学应用

该文基于Aspen Plus化工流程模拟软件设计了开放探索式多热源-多热力循环虚拟仿真系统。该系统既能支持学生开展多种类型余热回收系统的设计、热力性能模拟及热经济性分析,又能支持学生自主进行单螺杆膨胀机、换热器、泵、节流装置等关键设备选型,以及装置运行参数对余热回收系统节能特性影响的研究,有助于学生深入理解化工过程节能原理与技术,提高工程实践能力及自主创新能力,具有很好的教学实用性。

专用DSP环境下H.263算法编解码的实现

采用一款面向媒体应用的数字信号处理器来实现3GPP定义的可视电话视频标准H.263的编解码.针对该媒体信号处理器的体系结构及指令集的特点,采用单指令多数据、软件流水、专用指令等技术对H.263编解码算法的关键模块进行了优化,并对存储空间进行了优化,从而实现了大小可配置的图像的编解码,结果比TMS320C6201所用的周期数减少了40%.

变频技术在单螺杆制冷压缩机中的应用研究

根据单螺杆制冷压缩机的结构和工作特点,分析了变频技术在单螺杆制冷压缩机应用中遇到的启动过程压缩腔内高压力、工况变化时存在能量损失等问题,计算了启动过程不卸荷的条件下压缩腔内的压力,分析了主要零部件的受力状况,对比了制冷和制热两种工况下的能耗,计算了制热工况下由于内外压比不同而产生的附加能量损失。通过分析发现:启动过程中压缩腔内的高压力对压缩机运行的可靠性和经济性都有很大的影响,因此要将变频技术应用于单螺杆制冷压缩机,必须找出合理的解决措施。

心电基线漂移去除方法的比较研究

基线漂移可严重影响心电信号的分析与处理。滤波法和拟合基漂法是去除心电基线漂移的两类主要算法。本文讨论了形态滤波、中值滤波、线性相位FIR滤波、小波变换、形态和小波相结合、中值滤波和小波相结合等去除基漂的滤波方法,并与导数法与坐标法这两类基漂拟合方法进行了对比。实验结果表明,滤波法实现简单,但精度较低;分段拟合法去除基漂的效果更好,有自适应的特性而且失真较小。无论是实时性还是准确性,基漂拟合法都比滤波法更有优势;但某些场合下,基漂拟合点的提取十分困难,此时只能使用滤波法。本文比较了基漂去除的常用方法,从而为基漂去除方法的选择提供参考。

国际化拔尖人才培养路径探究——以“3+1+N”三段融合式为例

推进拔尖创新人才培养是"双一流"建设的根本,而国际化是引领拔尖人才培养的重要路径。中国石油大学(华东)立足特色学科优势,探索"3+1+N"三段融合式国际化拔尖人才培养路径,统筹本科教育与研究生教育的交叉融合与一体化设计,依托多元支撑的就地国际化人才培养体系及深度融合的国际化校际及校企合作联盟,在本研一体化培养体系中渗透国际化培养范式,着力打造中国石油大学特色的国际化拔尖人才培养模式,不断落实"双一流"建设。