多层反应釜搅拌器桨轴系统动力特性分析

以某多层反应釜搅拌器为研究对象,基于ANSYS Workbench有限元软件,研究了搅拌器桨轴系统在自由状态、预应力状态和水环境中的动力特性,分析了流固耦合作用对桨轴系统固有频率和模态振型的影响。研究结果表明,预应力对桨轴系统各阶固有频率影响不大,应力刚化对固有频率的影响可以忽略;水环境下,由于水的附加质量效应和阻尼作用,桨轴系统各阶固有频率出现明显下降,模态频率下降系数与各阶振型有关,且数值上无明显规律。

面向新工科的热电厂实验课程教学改革研究

新工科建设是高等工程教育应对国家发展新战略、产业发展新趋势做出的积极回应,其实质是提升工程人才培养质量。围绕新工科人才培养要求,以知识、能力、素质全面发展为育人理念,针对热电厂实验课程存在的问题,修订实验教学目标,优化实验教学内容,改进实验教学模式,完善教学评价体系。通过实验课程教学改革,提高了学生的实践能力、分析能力、创新能力和团队协作能力。

四角切圆锅炉同轴燃烧系统空气动力特性的研究

对300MW四角切圆煤粉锅炉采用低NOx同轴燃烧系统时炉内流场及燃烧器区域浓度场进行了冷态模化试验研究。分析了当二次风偏置角度、二次风与一次风动压比、燃尽风比率及燃尽风布置方式变化时,对炉内气流相对切圆直径、旋转动量流率矩、湍动度、一二次风混合、燃尽风穿透力等的影响,进而分析了对锅炉工作的影响。

汽车空调用旋叶压缩机型线的动力特性分析

气缸型线是影响汽车空调用旋叶式压缩机性能的重要因素之一。以带密封圆弧的气缸型线为研究对象 ,分析了几种典型型线对压缩机的容积变化、滑片运动特性以及转子合力及力矩的影响。研究结果表明 ,三角函数曲线具有较好的速度和加速度特性 ;对连接密封圆弧和主曲线的过渡曲线进行优化 ,能有效的减少滑片的冲击、振动和噪声 ;型线的构成对压缩机轴功率的影响可以忽略。

镍单原子催化剂的制备及其电催化CO_(2)还原研究

电催化CO_(2)还原反应(Electrocatalytic CO_(2)reduction reaction, CO_(2)RR)在解决全球变暖和能源危机方面有着巨大的应用潜力,但目前催化效率低、催化产物多样等问题限制了CO_(2)RR反应的商业化应用。采用一锅法、碳化法制备了一系列不同镍含量的镍单原子催化剂,利用XRD、XPS、ICP-OES、HRTEM、HAADF-STEM、XAS等方法对镍单原子催化剂的形貌结构、原子价态、金属含量等方面进行表征,并通过电催化还原产物的法拉第效率(Faraday efficiency, FE)和电流密度(Current density,J)来评价其电催化性能。此外,还研究了电解实验装置的改变对升电催化性能的提升。实验结果表明,随着Ni单原子催化剂的Ni金属负载量增加,产物CO的FECO和JCO均增加。催化剂中Zn1Ni2-CN表现出了优异的CO_(2)RR催化性能,在H型电解池中,在-0.7 V vs. RHE电位下FECO达到89%,在-0.9 V vs. RHE下JCO达到6.99 mA·cm^(-2)。在流动电解池中,大范围电位变化下(-0.4~-1.2 V vs. RHE)FECO均保持在99%以上,且在-1.2 V vs. RHE电位下产物电流密度JCO达到174.5 mA·cm^(-2)。

基于API 617的离心压缩机转子系统动力学特性研究

本文依据API 617的转子动力学设计要求,对某离心压缩机的转子系统展开动力学特性分析,首先对转子-轴承系统进行建模,再次对其进行临界转速计算,计算结果依据API617的要求进行判定,最后对其开展了稳定性分析。研究结果可以指导压缩机的主机设计。

垃圾焚烧炉高温受热面腐蚀失效与防护

垃圾焚烧是应对垃圾种类繁多、处理量大、水分高等日益突出的问题的优选处置方案,但垃圾焚烧炉工质参数不断提高,高温受热面腐蚀失效频发,成为影响垃圾焚烧炉安全运行的重要因素。为解决该问题,本文通过分析垃圾焚烧炉高温受热面的失效机理以指导材料选型和维护检修。首先阐述了垃圾焚烧炉受热面的腐蚀类型及其机理,重点关注高温受热面遭受严重的氯盐和硫酸盐腐蚀问题。其次,根据氯、硫元素的腐蚀特点建立了对应的腐蚀行为模型,其中氯元素会与铁铬合金中铁元素形成低熔点、挥发型氯化亚铁,硫元素则在高温受热面上形成硫酸盐型和硫化物型产物,从而导致金属管减薄、退化;再次,应用热力学稳定性理论分析了垃圾焚烧炉高温受热面腐蚀产物的形成及其稳定性,发现随着温度的升高,硫酸盐型腐蚀模型中氧化物将被铁和铬的硫化物取代,而随着气氛中氯元素分压的升高,铬的硫化物先发生转变,其次铁的硫化物发生转变;最后探讨了热喷涂、堆焊与激光熔覆等高温受热面表面工程技术特点与防护原理。

散料掺混强化传热结构设计与模拟

我国每年产生的高温固体散料余热量约合1.7亿t标准煤,其中60%未得到有效回收利用。固定床间接换热器具有换热介质选择灵活、清洁好用等优势,成为高温固体散料余热回收技术的发展方向,其发展的关键在于提高颗粒固定床内传热系数。为此,基于犁体曲面原理,设计了“小扭矩、大掺混”的掺混装置,通过颗粒掺混使远离换热面的高温颗粒直接迁移到换热面,将固定床内“热传导”改变为“热输运”,从而减小固定床内渗透热阻并强化传热。

基于新型PVA/PA/Fe凝胶载体的PN/A工艺研究

部分硝化-厌氧氨氧化(PN/A)是低碳低耗的污水自养脱氮工艺。然而,如何在反应器内有效截留缓慢生长的厌氧氨氧化菌(AnAOB),并创建厌氧菌AnAOB与好氧氨氧化菌(AOB)的共生生境是构建PN/A稳定运行的关键。该研究拟采用负载铁的多孔生物载体PVA/PA/Fe促进AnAOB的截留及与AOB协同共生,实现PN/A的快速启动和高效运行。结果表明,相较于未添加载体和添加PVA/PA载体,PVA/PA/Fe显著促进了AnAOB的截留及与AOB协同共生脱氮,AnAOB丰度相较对照组在Anammox阶段提高5.93%,在PN/A阶段提高7.81%;在Anammox阶段添加PVA/PA与PVA/PA/Fe载体的反应器表现出更良好的抗冲击负荷的性能,NLR可达1.01 kg-N/(m^(3)·d),而对照组只能稳定在0.61 kg-N/(m^(3)·d);加入PVA/PA/Fe载体的反应器在PN/A阶段启动7 d时就达到RETN>85%,而对照组与添加PVA/PA载体的反应器在经过12 d时才达到此处理效果。上述结果为PN/A工艺的实际应用提供了理论和技术指导。

基于多因素组合分析的电力系统长期负荷预测研究

电力系统长期负荷预测影响因素较多,仅利用单一因素进行负荷预测的精度较低,因此提出基于多因素组合分析的电力系统长期负荷预测方法。通过可辨识矩阵采集电力负荷数据后,利用ACO-PAM综合算法对电力数据进行聚类分析,获取有价值的负荷数据;将聚类获取电力负荷数据经数据类因素量化和非数据类因素量化处理后,分析多种因素与负荷的相关性,将获取的多因素作为遗传算法改进神经网络的输入,输出电力系统长期负荷预测结果。实验结果表明:在多因素的影响下,该方法的电力系统长期负荷预测结果逼近实际值;与2种对比方法相比,其平均绝对误差分别小130.98、41.65万吨标准煤,平均相对误差分别小3.77%、1.19%,说明所提方法预测效果好。

回转周期结构动力问题中复Hermite矩阵特征值的子空间迭代解法

在离心压缩机叶轮及汽轮机叶片类回转周期结构的动力分析中，可根据波传动理论，将回转周期结构无阻尼自由振动从计算整个结构化简为只进行一个子结构的计算。然而由于引入复约束，此时刚度阵和质量阵变为复Ｈｅｒｍ ｉｔｅ矩阵，为求解其特征值，将传统子空间迭代方法及广义雅可比方法迭代公式进行了改进。数值计算结果表明，该方法既能达到理想的精度，又减少了计算的存贮量。

Na对CuSO_(4)/TiO_(2)脱硝催化剂的活性影响研究

Na是燃煤电厂等固定源烟气中常见的元素,可以引起商业钒基脱硝催化剂的失活。目前缺乏关于Na对CuSO_(4)/TiO_(2)脱硝催化剂的影响研究,阻碍了该催化剂的进一步应用。采用湿式浸渍法制备了负载Na的CuSO_(4)/TiO_(2)脱硝催化剂,以研究Na对催化剂活性的影响。使用N2吸附-脱附、XRD、XPS、NH_(3)-TPD和in situ DRIFTS等技术对样品进行了表征。Na会破坏催化剂表面的酸性位并引起吸附氧物种和比表面积的下降,导致CuSO_(4)/TiO_(2)脱硝催化剂的失活。Na含量为2.0%的催化剂其最高NO_(x)转化率由95.2%降至90.1%,并且温度窗口也明显变窄。此外,通过与商业钒基脱硝催化剂的比较,由于CuSO_(4)/TiO_(2)催化剂上具有丰富的酸性位特别是Br?nsted酸性位和吸附氧物种,CuSO_(4)/TiO_(2)脱硝催化剂对Na的抵抗能力显著高于商业钒基催化剂。

修正SEIR传染病动力学模型应用于湖北省2019冠状病毒病(COVID-19)疫情预测和评估

目的:建立可用于2019冠状病毒病(COVID-19)疫情评估的SEIR传染病动力学模型,并对湖北省COVID-19疫情进行预测和评估。方法:考虑COVID-19潜伏期患者不易被有效隔离,且具有较强的传染能力,建立了联合考虑潜伏期传播能力和追踪隔离干预措施的COVID-19 SEIR传染病动力学模型。以2020年1月23日至2月24日的湖北省疫情数据为依据,拟合得到了新建立的修正SEIR模型的动力学参数。通过欧拉数值方法实现修正SEIR传染病动力学模型的求解,对湖北省疫情进行分析,评估防控隔离和集中收治等措施对疫情发展的影响。结果:修正的SEIR传染病动力学模型对疫情的理论估计与湖北省疫情的实际情况较为符合。模型理论分析表明,防控隔离和医学追踪隔离等措施对疫情大面积传播有重要抑制作用;集中接收、分层治疗等重要措施对感染人数峰值的迅速回落起到了关键作用;此外,个人提高防范意识,采取严格自我防护措施,遏制了感染人数的新增。结论:修正的SEIR传染病动力学模型可用于COVID-19传播态势分析,以便为制订未来的疫情干预决策提供一定的理论支持。

气化炉水动力计算软件的开发及在GSP气化水汽系统中的应用

为核对气化炉水汽系统的水动力安全或优化气化炉水汽系统的操作,提出了通用水动力计算模型,开发了适用于干煤粉气化系统的水动力计算软件。以神华宁煤烯烃GSP干煤粉气化的水动力系统为算列,模拟结果表明,排渣口处水路出口温度软件计算值为168.8℃,运行监测值为168.3℃,其他水路出口温度计算值与监测值最高偏差<2.2%;排渣口水路进出口温差的计算值比运行监测值低1.3℃,而烧嘴支撑和水冷盘管计算值与运行监测值的偏差<0.3℃;循环水罐、汽包和泵相关参数的模拟值与工业实际运行数值完全一致。

瞄准国家需求,积极推进大学国家工程研究中心的建设

以实例总结大学国家工程研究中心建设在利用学校资源、探索运行机制的一些做法,从提升工程化能力、人才激励制度、多渠道投入等三方面提出了建议。

集成起动电机混合动力汽车能量管理试验研究

利用Matlab/Simulink软件建立了基于简单规则的混合动力汽车能量管理策略模型,通过对试验数据的分析,证明了能量管理策略的有效性,同时通过对整车在进行市区加市郊综合行驶循环试验工况(NEDC)中获得的油耗数据的分析,表明该系统与相同动力普通汽车相比在油耗方面降低了10%左右。

钙基吸收剂吸收CO_2的动力学分析

利用热天平在非等温条件下研究了在N2/CO2气氛下,升温速率、样品粒径及CO2浓度等因素对钙基吸收剂与CO2反应特性的影响,并利用活化能和频率因子进行表征。结果表明:在5种不同前体制备的吸收剂中,草酸钙和乙酸钙制备的钙基吸收剂的活化能最低,更容易与CO2发生反应;在其他条件相同的情况下,分析纯CaCO3制备的钙基吸收剂的活化能,随循环次数增加而逐渐变大,并且在第5次循环到第10次循环之间,活化能增加幅度较大;随着分析纯CaCO3颗粒粒径的增大,其活化能也随之增大;随着升温速率的增大和反应气氛中CO2质量分数的增大,分析纯CaCO3制备的钙基吸收剂的活化能逐渐减小,而频率因子逐渐增大;掺杂有MgO的碳酸钙制备的钙基吸收剂的活化能小于分析纯CaCO3,且MgO掺杂比例为0.05的钙基吸收剂的活化能小于MgO掺杂比例为0.1的钙基吸收剂。

气化炉通用水动力计算软件的研发及应用

为了核对气化炉水汽系统的水动力安全或优化水汽系统的操作参数,分析了干煤粉气流床气化炉水汽系统,推导了压降-流量关系式及更新流量关系式,设计了循环系统校核计算迭代流程图,开发了适用于干煤粉气化系统的通用水动力计算软件。以神华宁煤GSP干煤粉气化的水动力系统为算列,结果表明:烧嘴支撑水路水量工业运行值为15 080.9 kg/h,软件计算值为15 190.5 kg/h。水冷壁水路流量计算值与监测值的最大偏差为3.3%,最小偏差0.17%。排渣口水路流量计算值和监测值偏差为1.83%。排渣口水路的出口温度计算值高于监测值1.5℃,其他水路出口温度计算值和监测值相差小于0.1℃。循环水罐、汽包和泵相关参数的模拟值与工业实际运行数值一致。

大规模粉煤气化炉水汽系统水动力模拟研究

为评价气化炉水汽系统的水动力安全或优化水汽系统的操作参数,设计了循环系统校核计算迭代流程,开发了适用于干煤粉气流床气化系统的水动力计算软件。采用CFD数值模拟和水动力计算软件相结合的方法,对耗煤量为2 200 t/d的干煤粉气流床气化炉水汽系统进行了研究,获得了大型气流床气化炉烧嘴支撑、水冷壁、排渣口和热裙壁水汽系统的进出口水温、压力、水量和水速等参数值。在此工况下,各水路的热负荷均低于临界热负荷,不会发生水管烧坏的风险。研究结果表明,气化炉水汽系统中不同水路的水量相差较大,如热裙壁的水量为3.211 5 kg/s,水冷壁的水量为91.105 6 kg/s。气化炉汽水系统各支路水速变化不大,变化范围是3.044 4~4.261 0 m/s。气化炉水汽系统各水路入口压力几乎相同,约为5.6 MPa,出口压力约为5.5 MPa。

中日英相变传热及能源利用前沿研讨会

2020年7月27~29日,由西安交通大学能源与动力学院主办的中日英相变传热及能源利用前沿研讨会在线举办。会议邀请了包括英国传热学会主席、英国商务部能源与工业战略熔盐咨询小组委员、英国工程院院士、日本传热学会主席团队、中国工程热物理学会多相流分会副主任、多位Nature与Science论文作者,来自英国伯明翰大学、布鲁内尔大学、诺丁汉大学、爱丁堡大学,日本长崎大学、九州大学、东京大学和中国的香港城市大学、大连理工大学、台湾大学等多所大学的近20位领域著名专家作主旨报告。