基于声发射特征的不同高径比矸石胶结充填柱单轴压缩损伤演化

为研究高径比对矸石胶结充填柱单轴压缩性能的影响,本实验制备了高径比为0.5~4.0的5组圆柱体试件进行单轴压缩试验,同时利用数字图像相关技术(DIC)和声发射进行监测,探讨了不同高径比充填柱的破坏特征.研究表明:矸石胶结充填柱的峰值应力和峰值应变都会随着高径比的增大而减小,并与高径比呈指数关系;充填柱的破坏形式在高径比大于2.0后从整体破坏转为局部破坏,局部应变大于16%可以导致充填柱整体失稳;充填柱的高径比从1.0升高到4.0,损伤程度下降到11%;充填柱在累计振铃计数快速上升区中的破坏占总破坏的比例随高径比的增大从22.6%增加到72.3%,高径比大于2.0时该比例达到40.9%且上升速度加快,破坏的集中程度较高;声发射最终累积振铃计数先随着高径比增大而增大,在高径比为2.0以后开始减小,且高径比对振铃集中出现的位置有较大影响;用声发射能量与振铃计数的比值(E/C)反应能量释放剧烈程度,平均E/C随高径比增大从1.26增大到2.76,高径比大于2.0时峰后能量释放较为剧烈.试验结果可以为结构充填开采中充填柱高径比的选取提供参考.

基于离散元法的塔磨机筒体高径比研究

随着工业上的塔磨机型号种类日益增多,工业塔磨机筒体容积增大应增加其直径还是高度成为了目前待解决的问题,但目前对塔磨机筒体参数研究多为单一变量的研究。为了探究塔磨机筒体高径比的改变对其工作性能的影响,利用了离散单元法对试验塔磨机的粉磨过程进行了模拟仿真,得到了塔磨机内介质球的运动轨迹与搅拌器转矩数值,并通过试验测试出所需真实转矩数值,对仿真结果进行了验证,证明了仿真结果准确可靠。利用离散单元法对塔磨机筒体容积和搅拌器尖端线速度相同时但筒体高径比不同的塔磨机粉磨过程进行了仿真,得到了介质球的运动速度、受力情况、碰撞情况、能量利用率和搅拌器所受转矩、磨损、所需功率的变化规律。结果表明,随着筒体高径比增加,介质球速度、碰撞次数、碰撞能、能量利用率随之减小,但法向力和切向力随之增大,搅拌器所受转矩随之减小,但磨损和功率随之增大。由此可见,塔磨机筒体高径比增大,可以减小单次搅拌所需转矩并且增加介质球碰撞产生粉磨作用的力,但不利于塔磨机长期工作;塔磨机筒体高径比减小,其能量利用率更高并且利于长期使用,但单次所需转矩较大,对电机和搅拌器有更高的要求。以上研究成果对工业塔磨机筒体的设计有着一定的指导作用。

不同高径比下浮区晶体生长熔体内对流不稳定性分析

本文通过数值模拟的方法,研究了零重力条件下半浮区液桥内熔体热毛细对流的演化规律。在液桥的高度L和温差ΔT保持不变的情况下,通过改变液桥的半径R来改变液桥的高径比(Ar=L/R)。随着高径比Ar的变化,液桥内的对流表现出不同的流动特征。在Ar=0.5时,热毛细对流处于三维稳态;在Ar=1时,流场和温度场从稳态模式向非稳态周期多频振荡模式转变,它们之间的频率关系满足倍频关系(f_(n)=nf_(1));在Ar=1.25时,监测点的速度振荡频率增大,表现为较小幅度的振荡模式,且温度振荡消失。

LNG双金属全容储罐高径比与材料用量的研究

本次研究以20000m3的LNG双金属全容储罐为例,结合LNG设计工况、水压试验工况以及地震工况对储罐内罐进行了设计与计算,研究了不同高径比(高度/直径)对LNG储罐内罐建造所需材料用量的影响,结果表明应选择高径比接近0.68的LNG双金属全容储罐内罐设计规格,最为经济划算。

不同高径比下极软岩(泥岩)单轴抗压强度尺寸效应试验研究

以成都东部地区某工程项目勘察岩石试验成果为例,通过对岩石数据统计分析,发现泥岩在不同高径比下岩石单轴抗压强度数据呈现的差异性较大,对于岩石参数取值建议造成了很大影响。为进一步验证和分析尺寸效应对极软岩岩石单轴抗压强度的影响,通过建立对比试验模型、取样试验,分析了不同高径比的极软岩岩石单轴抗压强度差异特征,并对差异较大的原因和影响因素进行了阐述,对于工程勘察中极软岩单轴抗压强度试验的应用有一定借鉴意义。

不同高径比时软岩强度与变形尺寸效应试验研究

对2组直径约为50mm、高径比为1～2、岩性分别为贫矿和白云石大理岩的岩石样本,通过单轴压缩试验,对其尺寸效应进行研究对比。结果表明:岩石应力-应变关系曲线的曲率随高径比的增大而增大;岩石的变形模量和弹性模量随高径比的增大而呈现非线性增大;在小高径比时岩石的破裂形式较复杂,在大高径比时,呈劈裂破坏和剪切破坏;岩石的抗压强度随高径比的增大呈增大趋势。

大高径比ZA27合金铸件挤压铸造应力场模拟

大高径比挤压铸件成形时的一个显著特征是压力沿着轴向分布严重不均.作为挤压铸造中的一个重要参数,比压严重影响铸件的组织和性能.利用有限元法对大高径比ZA27合金柱形挤压铸件凝固过程中的压力分布进行了热力耦合数值模拟,分析了铸件比压与显微组织和力学性能的关系.通过改变铸件与模具之间的摩擦系数、高径比,对铸件内部比压分布进行了数值模拟,讨论了工艺参数对比压力分布的影响情况,取得了令人满意的结果.

高径比对砂岩能量积聚与耗散试验及分析方法

为了探究高径比对岩石能量积聚与耗散的影响,利用RMT-150B岩石力学测试系统对同直径不同长度的砂岩试件进行了单轴压缩试验、单轴循环加卸载试验以及单轴分级加卸载试验。对比砂岩单轴压缩与单轴循环加卸载曲线发现,单轴压缩曲线近似为单轴分级加卸载曲线的外包络线,并且由于“硬化”作用单轴分级加卸载强度略高于单轴压缩。通过砂岩单轴循环加卸载下力学特性分析发现随着循环次数增多,残余变形逐渐减小,直至某次循环无残余变形产生砂岩出现非线性伪弹性体特征,继续承受加卸载作用非线性伪弹性体特性消失,残余变形再次出现,因此可以将残余变形演化规律归纳为:存在较大残余变形—残余变形逐渐减小—无残余变形—再次出现残余变形。基于砂岩弹性能的演化分析发现循环次数对弹性能的影响较小,即疲劳损伤对砂岩的弹性能影响较小,则可以假定单轴分级加卸载各卸载点的荷载与单轴压缩试验的荷载相等时,两者的弹性能也相等。利用单轴分级加卸载试验各卸载点的弹性能与单轴循环加卸载首次加卸载弹性能进行比较,验证了假设的正确性。进一步对不同高径比(L/D)下砂岩的单轴压缩试验进行能量分析,发现砂岩的弹性能演化服从线性储能规律。基于砂岩的单轴分级加卸载试验结合线性储能规律对同尺寸的单轴压缩试验进行能量演化分析,为砂岩单轴压缩的能量分析提供了新思路。研究表明:当荷载相等时砂岩储存弹性能与高径比成正比,与储能极限成反比。将提出的试验法与传统能量分析方法(利用公式计算得到弹性能)进行比较,发现提出的方法精确度高。基于耗散能演化规律进一步对不同高径比下砂岩的损伤进行了分析,发现砂岩损伤曲线呈非线性演化,并且荷载相等时高径比越大砂岩损伤程度越高。破裂时砂岩内部积聚的弹性能转化成破裂面表面能和碎块动能,储能极限与高径比大小成反比,因此当L/D≥2.0时主要呈单方向的剪切破坏,L/D<2.0时岩石主要为相对复杂的双剪切或圆锥形破坏,并且进一步从能量角度对钻孔卸压进行了讨论。

不同高径比石膏试样强度与尺寸效应的试验研究

确定合理的矿柱尺寸及其强度是保障石膏矿安全生产与长期稳定的关键因素。采用RMT-150B岩石力学试验机,对不同高径比石膏试样进行了单轴压缩试验。利用力学试验结果,建立了石膏试样强度与尺寸效应的理论模型及其表达式,采用FLAC^(3D)模拟了不同高跨比石膏矿柱的承载能力。研究结果表明:石膏试样的峰值应力、残余强度、弹性模量随高径比的减小而增大;初始应力和峰值应力所对应的轴向应变和横向应变随高径比的减小而减小;峰值应力后的轴向应变随高径比的减小而急剧减小,而横向应变则与之相反,且高径比越小横向应变越容易产生扩容破坏,呈现出软岩特性;变形模量与高径比之间的关系不明显,不能用其表征石膏试样的变形特性;当矿柱跨度超过4 m时,矿柱能充分发挥其支承能力,有效地支承上覆岩层的围岩压力。

低高径比喷射环流反应器结构的研究

在 ７０ Ｌ 低高径比釜式喷射环流反应器中，分别研究了单导流筒单喷咀、单导流筒多喷咀以及多导流筒多喷咀三种结构反应器的气液传质性能，得到了相应平均气含率和体积溶氧传质系数的关联式。研究结果表明多导流筒多喷咀是一种具有传质效率高、能耗低和便于放大的高效生化反应器。此外，还研究了 ８００ Ｌ多导流筒多喷咀结构反应器，得到体积溶氧传质系数关联式。

高径比对生活污水好氧颗粒污泥系统的影响

采用3组高径比分别为3:1,4.5:1和6:1的SBR反应器(R1,R2,R3),以实际生活污水为进水并接种污水处理厂二沉池的回流污泥,研究SBR高径比对生活污水好氧颗粒污泥形成,同步去除碳,氮,磷性能的影响.结果表明,R1,R2,R3分别历时42,35和28d启动成功;颗粒污泥培养成熟后,其平均粒径逐渐趋于稳定,分别可达750,900,1100μm.启动阶段,R1,R2,R3对总氮的去除率分别为66%,61%,62%;颗粒污泥成熟后,R1,R2和R3出水均满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,总氮去除率分别为79%,85%,91%,总磷去除率分别为91%,93%,94%,COD去除率分别为89%,92%,93%.进一步分析表明,在本试验研究范围内,SBR高径比增大有利于好氧颗粒污泥的形成,且利于增大颗粒粒径,进而提高沉淀性能和同步去除碳,氮,磷的性能.

高径比与倾斜角对液态圆柱罐头食品热杀菌过程的影响

以0.85%CMC溶液为研究对象,基于COMSOL Multiphysics软件建立三维传热模型来模拟液态罐头食品的热杀菌过程。采用无线温度传感器检测热杀菌过程中罐内CMC溶液中心温度的变化进行验证,发现模型能很好地模拟罐中心点温度的变化。在此基础上,模拟等体积不同高径比与不同倾斜角对热杀菌过程的影响。结果表明,液态圆柱罐头的杀菌时间随高径比与倾斜角的增大先增加后减少,在高径比为0.75~1时,杀菌时间出现大值。当高径比小于0.75时,罐体垂直放置杀菌时间小;当高径比大于0.75时,罐体水平放置杀菌时间小;高径比等于0.75时,罐体垂直放置与水平放置杀菌时间相近。慢加热区（SHZ）达到100℃时,高径比为0.75,倾斜角为0°的罐内流动为激烈,大流速为2.83 mm/s,高径比为0.25,倾斜角为45°时,罐内流动为缓慢,大流速为1.22 mm/s。

高径比跨高比对荆条纵向抗压抗弯性能测试精度的影响

为研究荆条的纵向抗压抗弯性能的测试方法,测试了不同高径比跨高比荆条试样的纵向抗压强度及抗弯强度、最大弯曲挠度、弹性模量等力学指标。结果表明,1)高径比1.5时的纵向抗压强度测试精度最佳;并随荆条直径增加,其纵向抗压强度减小。2)跨高比为8、10和12时测得的抗弯强度均能满足试验精度要求,并随跨高比的增加,变异系数、准确指数有递增趋势,且随荆条直径增大,其抗弯强度减小,最大弯曲挠度增大。3)弹性模量随着跨高比的增大而增大,随着直径的增大而减小。

低浓度含氧煤层气吸附富集过程中吸附塔高径比的影响规律

根据Coward爆炸三角形提出一种安全的分离富集低浓度含氧煤层气的设想——等比例变压吸附法,通过实验证明采用活性炭和碳分子筛作为混合吸附剂,可以在保证解吸气、排放气中甲烷浓度和氧气浓度不进入爆炸范围的前提下将煤层气中的甲烷浓度从20%富集到30%以上。实验研究了吸附塔高径比对解吸气和排放气中甲烷、氧气的浓度分布以及高径比对反吹时间的影响。结果表明提高高径比、增加反吹过程均能降低排放气和解吸气的爆炸性,实现低浓度含氧煤层气安全富集的可行性。但高径比过大,吸附时间过长,单位时间内吸附循环数减少,会降低吸附剂的利用率,增大床层阻力,增加压缩机能耗。

不同高径比反应器对牛粪高浓度水解酸化特性的影响

在室温为20℃的实验室条件下,将温度、料液浓度和停留时间分别控制在(32±2.5)℃、9%和10天,对牛粪进行了批量式高浓度厌氧发酵,探讨不同高径比反应器对牛粪高浓度水解酸化过程的影响规律。反应器高径比分别为1、3.83和4.73,监测指标分别为挥发性脂肪酸产率、pH值和挥发性脂肪酸各主要成分的百分含量。试验分析结果表明,3组不同高径比反应器各监测指标的变化趋势一致,差异不显著,说明不同高径比反应器未对牛粪高浓度厌氧水解酸化过程产生影响。

高径比对板岩单轴抗压强度尺寸效应的试验研究

对不同高径比的板岩试件进行了大量单轴抗压强度试验,获得了3种风化程度的板岩强度随试件高径比增大而非线性减小的关系曲线及二者间的经验关系式。依据板岩标准试件与非标准试件的强度比值,提出了岩石强度尺寸效应系数的概念,绘制了不同风化程度的板岩强度尺寸效应系数随高径比增大而非线性增大的关系曲线,给出了3种不同风化程度板岩强度尺寸效应系数的经验计算式。试验结果分析表明,岩石风化程度不同(强度不同),其强度尺寸效应不同,即岩石强度越大,其尺寸效应越显著。本文经验公式的提出为非标准试件板岩单轴抗压强度的修正提供了新的便利途径,也可为其它各类岩石强度尺寸效应的修正提供参考。

高径比和底隙高度对内循环反应器性能的影响

建立了内循环反应器试验装置,综合研究了内循环反应器最重要的结构参数(高径比和底隙高度)对反应器主要性能参数(液体循环流速、总平均气含率、液体混合时间和体积氧传质系数)的影响。研究发现,表观气速存在一个不利于液体循环的过渡区,在该过渡区随表观气速增加,液体循环流速增大缓慢,甚至减小,但较高的底隙高度会减弱这种效应;在一定的表观气速和高径比下,随底隙高度增加,液体混合时间、总平均气含率先增大后减小;在一定的表观气速和底隙高度下,液体混合时间随着高径比增大而增大,体积氧传质系数、总平均气含率随高径比增加而减小。

低高径比气体环流生化反应器的研究

简要介绍了研究低高径比气体环流生化反应器的目的和方法，采用在反应器内设置特别设计的喷嘴和挡板来提高混合和传质性能，从而反应器的高径比降低到３ 左右，用气含率、混合和传质特性等性能参数和相同尺寸的机械搅拌反应器进行对比试验，其性能相当。为进一步考察其实用性，设计和生产出２５０ Ｌ 气体环流反应器，对复合酶进行发酵培养试验。

低高径比锆基非晶合金试样的室温压缩断裂行为

利用万能试验机及扫描电镜等研究了Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5大块非晶合金的室温低高径比压缩变形和断裂行为。结果表明:Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶合金低高径比试样压缩以弹性变形为主兼有少量塑性变形,表现出加工硬化行为,抗压强度达2 031 MPa;试样断裂面与载荷轴线之间的夹角有0°,39°~43°和90°三种类型;其变形、断裂都是以剪切方式进行,呈现出劈裂、剪切和分层三种形式;此非晶合金低高径比试样压缩变形与断裂特征表现出的多样性缘于在该条件下存在着复杂应力场。

不同高径比反应器对厌氧发酵产气特性的影响

圆柱形反应器的H/D(高径比)是影响厌氧发酵效率的一个重要因素,为此研究了在发酵液浓度、接种量一定的情况下,对H/D为2.18、4.66、5.00、6.66四种不同高径比反应器对COD(Chemical oxygen demand)去除率、容积产气率及平均容积产气率的影响。结果表明,H/D为2.18的反应器COD去除率最大,容积产气率、平均容积产气率也最大。