考虑负荷停电差异化的配电自动化终端混合优化配置方法

成本低且安装灵活的故障指示器(FI)常与具备远程遥控能力的馈线远程终端单元(FRTU)协同完成配电网的故障定位和隔离,以缩减负荷停电时间。在配电网各开关位置或分支线路上,有选择性地部署配电自动化终端的FRTU和FI,可减少故障停电损失费用。为此,提出了考虑各供电负荷停电差异化的FRTU和FI的混合优化配置新方法。首先,根据待分析负荷、故障点、上级110 kV/35 kV变电站以及联络开关的相对位置,考虑FRTU和FI协同作用下的故障定位、故障隔离和供电恢复全过程,建立基于FRTU和FI混合配置方案的各供电负荷差异化停电时间关系式。然后,构建了以FRTU和FI的全生命周期成本费用和故障停电损失费用之和最小为目标的混合优化配置数学模型,并完成优化求解。最后,在CSG 53节点测试系统上验证了所提方法的有效性。

纤维材质对UHMWPE水润滑轴承复合材料摩擦学性能的影响

超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene, UHMWPE)在水润滑轴承领域具有巨大的发展潜力,然而单一的UHMWPE难以满足水润滑轴承的耐磨性需求,尤其是在低速重载工况下.通过纤维改性的方法可以提高其摩擦学性能,但是纤维材质的不同特性对于复合材料摩擦学性能的影响存在差异.通过热压模具分别制备剑麻纤维(Sisal fiber,SF)、碳纤维(Carbon fiber,CF)和聚酯纤维(Polyester fiber,PETF)与UHMWPE混合的定向纤维复合材料,并与纯UHMWPE做对照试验.利用R-tec往复摩擦试验机模拟不同载荷(5和10 N)和不同速度(20、40和60 mm/s)下铜球与不同复合材料的摩擦过程,通过邵氏硬度和极限抗弯强度试验对复合材料力学性能进行表征测试,采用接触角测试复合材料的浸润性,试验结束后用扫描电子显微镜观察表面磨损形貌.结果表明:纤维的力学性能,尤其是硬度和抗弯强度是影响定向纤维复合材料摩擦学性能的关键因素,所添加纤维在复合材料中强有力的支撑作用使摩擦学性能显著提高,纤维的耐磨性和浸润性是次要因素.试验工况下,CF/UHMWPE摩擦系数最低,且在低速重载(载荷10 N,速度20 mm/s)时的摩擦系数与纯UHMWPE相比降低了36.92%;添加耐磨性强的PETF纤维后,复合材料磨损体积与纯UHMWPE相比降低了30.56%.

高速S-CO_(2)向心透平几何参数优化及变工况特性分析

透平是热力循环中实现热功转换的核心设备,优化透平几何参数以改善气动性能,是提升系统热效率的关键。该文以面向某船舶主机烟气余热利用的超临界二氧化碳布雷顿循环透平设计参数为基础,给出向心透平主要几何参数,采用耦合CO_(2)真实物性参数的CFX仿真方法,分析几何参数动、静叶包角以及叶轮出口几何角对透平性能的影响规律并进行参数优化,进一步研究非设计工况下的透平运行特性。结果表明:增大静叶包角会使动叶前缘出现扰动涡流并减少余速损失,增大叶轮出口几何角,动叶包角对透平效率的影响规律不变,但效率峰值点会沿动叶包角减小的方向移动;动、静叶包角和叶轮出口几何角分别为49°、21.5°、25°时透平设计点总-静等熵效率高达87.99%,相比优化前,提高0.54个百分点;透平偏离设计点±20%工况下等熵效率大于80%。结果可为超临界二氧化碳高速向心透平设计提供一定参考。

基于延边三角形接法的24脉波移相变压器设计与电磁特性分析

针对核心设备24脉波移相变压器,从移相原理出发进行设计,并建立场路耦合模型对电磁设计和绕组短路力进行核算,其中关键设计参数移相角与理论值最大偏差仅为0.53%。在此基础上加工实验样机进行实验,移相角度偏差最大仅为0.2°。综合仿真与实验结果,24脉波移相变压器设计有效,且场路耦合模型适用于多脉波移相变压器的电磁仿真。

船舶与港口装备轻量化技术的研究现状与展望

水运是中国社会经济发展不可或缺、不可替代的交通方式。作为水运的主要载体和支点,船舶和港口的发展是水运贸易的重要支撑。面向新一代航运系统“绿色化、智能化、韧性化”的发展需求,轻量化技术已成为船舶与港口装备发展的重要方向。本文阐述了船舶与港口装备的构成、运行环境与结构特点;梳理了船舶与港口装备轻量化技术的发展现状,综合分析了材料轻量化与结构轻量化的技术特征及其应用现状;结合船舶与港口装备轻量化的发展需求,展望了船舶与港口装备轻量化技术的未来发展方向。

福建省电动船舶产业发展现状与未来趋势

面向“双碳”“交通强国”“电动福建”等发展目标,总结国内外及福建省电动船舶行业的发展与应用现状,凝练电动船舶产业发展的关键技术,指出现阶段电动船舶应用推广面临的主要困难,分析福建省电动船舶面临的挑战与机遇,并探讨福建省电动船舶未来发展的方向与举措。

内河船舶绿色化评估体系及评估方法研究

为进一步完善内河船舶绿色化评估指标体系,提升内河船舶绿色化评估系统的科学性、准确性、可靠性、灵活性及效率,在全面、系统地分析绿色船舶内涵的基础上,结合绿色船舶技术的发展现状,归纳总结了绿色技术应用对整个船舶生命周期产生的影响。从船舶本体、应用效果、经济性三个维度构建了内河船舶绿色化评价指标体系,综合分析并确定了各项指标的评估方法,进而构建了各项指标的评估模型。以一艘内河混合动力散货船为研究对象,将实船测试数据带入搭建的评估模型开展实船绿色化评估验证,分析目标船舶的绿色化水平,相较于柴油动力系统,绿色技术应用可使目标船在营运年限内碳排放总量减少12.3%,成本减少8.9%,EEDI计算值(Attained EEDI)相比EEDI-Ⅲ阶段基准值下降约23.5%。

基于激光熔覆的缸套表面梯度材料制备及其摩擦学性能研究

目的研究功能梯度材料对缸套表面的抗磨减摩作用,提升缸套-活塞环配副的摩擦学性能。方法通过激光打标机在缸套表面制备具有30°角规则纹理排布的凹槽,在凹槽内采用同轴送粉的方式熔覆镍含量不同的铁基粉末,分析熔覆合金层的金相组织,并利用往复式摩擦磨损试验机研究在一定载荷压力下功能梯度材料缸套的摩擦学性能。结果熔覆层金相组织呈现梯度排布,熔覆层与基体材料分子原子交互扩散形成良好的冶金结合。牌号为350、镍质量分数为4.2%、铁质量分数80%的粉末所制备的功能梯度材料,减摩效果最为明显,相比未经处理的对照组,平均摩擦因数降幅为25.4%,且该组在试验中接触电阻的平均值最大,相比对照组提升了63.45%。牌号为330、镍质量分数为9%、铁质量分数为70%的粉末制备的缸套,表面支撑指数最高为0.78,相比于未处理的对照组,增幅达到35%,且试验组活塞环经摩擦后,磨损量均小于对照组。结论制备了30°角分布的功能梯度材料,能使得缸套-活塞环摩擦学系统在工作过程中摩擦副的润滑油膜厚度更厚,且在运行过程中更稳定,以减少摩擦力和降低摩擦因数。同时,增强其支撑能力和储存润滑油的能力,使所制备的缸套摩擦因数显著降低。牌号为350的材料,改善摩擦学性能的效果最优。

大型滚装船船电-光伏并网系统构建及电能质量分析

随着绿色船舶和新型船体设计概念不断被推广,将光伏系统与船舶电力系统进行并网运行成为未来船舶发展的方向。为了给大型远洋船舶光伏并网发电系统的设计和应用提供依据,以适宜搭建光伏阵列的大型滚装船为研究对象,构建一种船电-光伏并网系统,对该系统的构建流程和系统结构进行详细阐述,并根据大型滚装船船电-光伏并网系统的特点,对电能质量问题及影响因素进行分析。研究成果可为大型远洋船舶光伏并网发电系统的设计和应用提供参考依据。

基于集成高效热能发电系统的船舶Attained EEDI及燃油消耗量分析

为满足国际海事组织(IMO)关于船舶能效设计指数(energy efficiency design index,EEDI)的强制要求,各国已开始探索高效热能发电技术在船舶能源系统中的集成和应用,以期通过对船舶主动力装置余热进行回收利用,实现降低EEDI、减少燃油消耗量和控制废气排放量的目标。论文以超临界二氧化碳布雷顿循环(S-CO_2 Brayton cycle,S-CO_2 BC)发电系统、有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)余热发电系统、卡琳娜循环(Kalina cycle,KC)余热发电系统和动力涡轮(power turbine,PT)余热发电系统为具体研究对象,分别就单一新型动力循环发电系统和组合型高效热能发电系统在某型2500TEU支线集装箱船中集成,对船舶达到的能效设计指数(attained EEDI)和燃油消耗量折减进行计算分析。结果表明:采用超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统取代1台船舶辅机,并与有机朗肯循环、卡琳娜循环及动力涡轮等新型动力循环余热发电系统构成组合型高效热能余热发电系统技术方案,可实现船舶达到的能效设计指数EA与没有应用任何高效热能发电系统技术方案的指数相比下降33.28%;单一应用有机朗肯循环余热发电技术对减少船舶燃油消耗量的贡献显著,燃油节省率可达到5.99%。这项研究工作可为在船舶上集成应用高效热能发电技术提供理论参考依据。

不同磨损形式下的滑动轴承磨损表面及其磨粒特征

为了对其实现快速和准确的诊断,在试验机上模拟了滑动轴承的各个典型磨损过程,收集各阶段产生的磨粒信息,观察磨损表面形貌,研究了磨粒和磨损表面特征及其对应关系。结果表明通过检测润滑油中的磨粒信息可以间接获得滑动轴承的磨损表面特征,进而进行滑动轴承的状态诊断。

穿山港区制氢加氢一体站的输氢管道设计

利用水路交通自然禀赋,通过太阳能和风能制氢,是构建港口绿氢“制-储-注-供-用”产业链的重要环节。制氢加氢一体站是未来的发展趋势,从安全角度保证制氢加氢一体站之间的管道输送十分重要。以穿山港区制氢量为500 Nm3/h的制氢加氢一体站为对象,开展输氢管道强度参数计算,并用CAESAR II软件对所计算的管道系统进行建模,开展多种工况下的静态应力分析。结果表明所设计的管道系统模型可行,可为制氢加氢一体站的气体输氢设计提供参考。

船舶非碳能源利用模式和能效提升的协同作用

非碳能源利用和船舶减阻技术是船舶能效提升的有效方式,受船舶运营和非碳能源利用模式的影响,很难孤立地考虑非碳能源的利用效果,需要研究船舶非碳能源利用模式和能效提升的协同作用,在引入等效非碳能源概念的基础上,阐述了非碳能源利用与等效非碳能源利用模式,通过创建特征值及计算公式,定量分析了船舶非碳能源利用与船舶减阻技术之间的协同关系以及对船舶能效的影响,对新船能效指数设计和船舶能效管理具有指导意义。

磨粒的三维表面特征描述

介绍了三维表面粗糙度参数和表面纹理指数,采用三维表面高度偏差Sa、均方根Sq、表面斜度Ssk、表面峭度Sku等粗糙度参数和表面纹理指数Stdi描述磨粒的三维表面特征,选用油液分析获得磨粒,对其表面特征进行实例分析.结果表明,运用上述参数能够很好区分不同类型的磨粒表面特征.

基于摩擦学的船舶动力系统能效提升研究

从船舶能效提升的角度分析船舶柴油机缸套-活塞环、艉轴承等船舶关键摩擦部件的磨损控制技术,以及船体表面仿生、新材料等的节能减阻技术,分析构建船舶动力能效、船体表面阻力和航速的协同与调控体系,为船舶动力系统的能效提升提供必要的理论依据和解决方法。

基于磨粒表面信息的磨损表面特征评估

建立了基于磨粒表面信息的磨损表面评估方法。首先选择合理的磨粒和磨损表面特征参数,通过识别磨粒类型,获得磨损过程中具有典型性和代表性的磨粒类型,然后选取这些具有代表性的磨粒类型,得到磨粒的表面特征向量,进而来研究磨损表面和磨粒表面的映射关系,实现基于磨粒表面信息的磨损表面特征评估。实例表明,根据磨粒表面特征评估磨损表面特征是可行的。

关于第14届材料磨损国际会议的简要评述

对第14届材料磨损会议重点涉及的生物摩擦学、金属磨损、表面涂层、冲蚀、纳米摩擦学、复合材料以及磨损监测等研究领域的最新进展进行了评述,对摩擦学领域今后的研究重点进行了展望.

基于贝叶斯网络的摩擦学系统状态辨识的知识获取

研究了基于贝叶斯网络的摩擦学系统状态辨识知识的获取方法。针对摩擦磨损试验数据一般比较齐全且数据量相对比较大的特点,将贝叶斯网络用于摩擦学系统状态辨识的知识获取,通过计算建立属性之间的依赖关系,获得各种依赖关系下的条件概率表,说明依赖关系的强弱,从而获得对机器摩擦学系统状态辨识有指导意义的客观知识,以利于机器摩擦磨损状态辨识的智能化。将贝叶斯网络用于滑动轴承摩擦磨损试验数据的知识获取,获取该摩擦学系统状态辨识的定性及定量知识。

磨粒三维表面形貌获取技术的研究

在磨粒分析研究领域,磨粒二维特征研究已经比较成熟,但是根据二维图像无法准确获取磨粒表面的三维形貌信息,磨粒的三维图像能给研究者提供更完全更丰富的信息,因此,开展磨粒的三维表面形貌研究具有重要意义。欲开展磨粒的三维研究,首要的难题是磨粒表面高度数据的获取。激光共焦扫描显微镜(CLSM)及其图像处理技术的发展为获取磨粒的三维表面信息提供了契机。研究开发了基于BioradRadiance2000激光共焦显微镜的磨粒三维表面形貌获取技术,结果表明具有良好的应用效果。

船舶柴油机缸套/活塞环材料及其磨损控制研究进展

作为船舶柴油机的关键摩擦副,缸套/活塞环的性能直接影响船舶柴油机的整机性能、服役寿命、可靠性等。因此,开展缸套/活塞环磨损机理及磨损控制技术研究,有望在提升船舶节能减排、增强船舶运营可靠性和优化船舶经济效益等方面发挥重要作用。从缸套/活塞环材料发展、缸套/活塞环表面纹理技术、润滑油的润滑改性技术以及缸套/活塞环磨损状态监测技术4方面出发,详细总结了船舶柴油机缸套/活塞环材料及其磨损控制技术的研究进展,分析了各种技术的发展现状、应用优势和未来展望,可为从事船舶柴油机缸套/活塞环磨损控制技术研究的科研人员和工程技术人员提供参考。