侧喷吹减磨弯头磨损特性的CFD-DEM仿真分析

为实现煤粉颗粒在管道和喷枪内的稳定可靠输送和精确喷吹,明确不同类型弯头的磨损特性,基于Archard磨损模型采用计算流体力学与离散元耦合(CFD-DEM)方法,对普通弯头、T型弯头、堵塞型弯头、球型弯头处的颗粒切向速度分布和磨损特性进行分析。研究发现:T型弯头磨损区域主要集中在颗粒床靠近弯头出口的下方,堵塞型弯头磨损区域主要集中在弯头凸棱处且磨损区域面积较小,球型弯头磨损主要集中在颗粒首次冲击区域;堵塞型弯头均布碰撞强度最大,但磨损区域较小弯头凸棱处的磨损点较为集中;堵塞型弯头最大磨损量增速最高,球型弯头最大磨损量增最小。

稀相气力输送弯管颗粒扩散特性研究

针对稀相输送系统中颗粒流出弯管后在竖直管内的部分流动特性展开研究,在自主搭建的实验台上进行多次重复实验,并采集了不同管段的颗粒流动图像,结合数值模拟仿真的方法,开发了一种环切法作为扩散均匀高度的评价指标,认为在h=5D处颗粒流已经扩散至均匀,给出了截面压力及粒速变化曲线;讨论了改变气速、弯径比、颗粒直径、颗粒长度对扩散均匀高度产生的影响,结果表明:气速与扩散均匀高度基本呈线性负相关关系,而在弯径比较小、颗粒直径较大、颗粒长度较小的情况下扩散均匀高度较低且基本未受影响,进一步增大弯径比则扩散均匀高度呈线性递增,而进一步降低颗粒直径或增大颗粒长度将使扩散均匀高度呈指数性骤升。

采煤机行走机构动态啮合特性分析

为分析渐开线采煤机行走轮与Ⅲ型销轨的动态啮合特性,基于ANSYS/LS_DYNA建立行走机构动态啮合过程数值分析模型,以牵引阻力和行走速度为变量研究行走机构动态啮合特性,得到动态啮合时行走速度波动、节线和齿根受力的变化规律.研究结果表明:牵引阻力对行走机构速度波动和节线及齿根受力规律影响显著,随着牵引阻力增大,啮合点在节线附近时对应齿面应力相对较低,但整个啮合过程中应力波动增大;行走速度变化对速度波动持续时间有较大影响;随着行走速度增大,各项载荷峰值呈现先减小后小幅增大的现象,且到达峰值后衰减加剧.

井下弹道式煤矸分选的理论和实验

为减少矸石山地面污染,对井下弹道式煤矸分选方法进行研究。利用非线性接触模型对煤和矸石的抛射、碰撞和反弹过程进行分析,得到反弹距离理论计算公式,确定其主要影响因素为煤和矸石碰撞前后的接触刚度。对新汶协庄矿的煤和矸石进行反弹距离实验,实验结果表明:煤的反弹距离服从正态分布,矸石的反弹距离服从?分布;当冲击速度大于7 m/s时,二者的反弹距离差值较大,可以分离出约30%的矸石,并且此时部分煤被破碎,可结合破碎粒度分离出更多的矸石。利用实验数据得到煤和矸石反弹距离的拟合公式,其相关系数R2分别为0.835和0.918。

煤炭颗粒旋流气力输送系统设计与研究

为解决煤炭颗粒长距离气力输送存在的煤炭破碎、管路磨损等问题,设计煤炭颗粒旋流气力输送系统。该系统在入料初期、煤炭颗粒输送过程中以及弯管前端都设置有自主研发的侧向补气导流叶片式起旋器。起旋器包含主进气口和侧向进气口,兼具源头起旋和输送过程继旋功能,可以调节切向和轴向气流的比例以及切向和轴向气流的汇合位置。旋流气力输送系统试验结果表明,当切向流量比为0.2且输送气流速度低于40 m/s时,旋流场内所储备的能量高于相同工况的轴流场,系统具有较高的输送能效。

弹道式煤矸分选中煤矸石恢复系数的数值计算

为使弹道式煤矸分选技术更方便用于实际生产,解决煤和矸石恢复系数实验测量不便的问题,通过对煤和矸石与反弹板接触过程的分析,采用线性阻尼接触过程模型对碰撞振动过程进行研究,得到煤和矸石与钢质反弹板碰撞恢复系数的数学表达式;并分析了影响恢复系数的因素,绘制出二者的关系曲线。

OBE理念下融合课程思政的“工程流体力学”课程教学改革

基于OBE工程教育理念,融合课程思政对机械专业“工程流体力学”课程教学模式展开探讨。课程教学全程贯彻学生中心的教育理念,实施“现象—问题—知识—设计—创新—能力”六环相扣的开放性综合大作业考核为代表的形成性评价策略,建立与时俱进的持续改进机制,从而调动学生学习兴趣和主动性,激发学生爱国主义热情,增强学生解决复杂工程问题的能力,促进并形成专业能力培养和社会主义核心价值观培育及实践的协同育人模式。

基于运动分析和仿真的井下弹道式煤矸分选研究

介绍了一种新型井下煤矸分选方法——弹道式煤矸分选。通过对斜碰撞过程中原煤(混矸)球的运动分析,推导出基于碰撞恢复系数的物料块反弹距离公式。运用计算机仿真对理论推导结果进行验证,并分析了理论推导结果和仿真结果出现差异的原因。

煤块冲击破碎粒度分形特征

煤块冲击破碎后粒度分布具有分形特征,据分形理论建立煤块冲击破碎粒度分形模型,对不同矿区煤块进行冲击破碎试验。在不同试验条件下对破碎煤块筛下质量累积概率进行函数拟合,结果表明:分形模型能很好地描述煤块冲击破碎后的粒度分布特征,粒度分形维数能评价煤块冲击破碎效果。采用Matlab软件建立粒度分形维数与试验参数间二次方模型,该模型预测结果与试验结果平均误差为2.51%,可满足预测误差要求,为控制煤块冲击破碎后产品粒度分布提供理论依据。

矿山机械的摩擦学问题研究

为减少矿山机械的磨损,对矿山机械的摩擦学问题进行了讨论。通过对几种典型矿山机械的磨损形式和机理的研究,发现其磨损形式是磨损和断裂,磨损机理主要是磨粒磨损、疲劳磨损和腐蚀磨损。此外,对矿山机械摩擦学问题的研究方向进行了讨论。

颗粒物料输送过程运动特性的离散元模拟

为揭示颗粒物料输送过程中的运动规律以及卸料轨迹的影响因素,采用离散单元法建立胶带输送机运输模型,对颗粒物料的输送和抛射行为进行模拟。通过颗粒物料输送过程的运动速度和抛射轨迹分析发现:颗粒在胶带输送机上的运动分为加速、抛射和碰撞3个阶段,颗粒在碰撞阶段与挡板和其他颗粒发生多次碰撞,使其速度和方向不断改变,是影响颗粒卸料落点的主要因素;颗粒物料按照入料顺序分为入料初期颗粒、入料中间颗粒和入料末期颗粒,入料中间颗粒在抛射和碰撞反弹阶段都会受到其他颗粒的干扰,其卸料轨迹和落点存在较大差异,碰撞过程中能量损失较大,是影响输送效率的重要原因。

煤和矸石颗粒冲击破碎概率差异的分形行为

为揭示煤和矸石颗粒冲击破碎概率差异的内在机理,以冲击破碎概率分形模型为基础,对3个矿区的矸石颗粒进行冲击破碎实验,并与相同矿区内煤颗粒的冲击破碎实验结果进行比较。研究结果表明：粒度在50-100 mm内的矸石颗粒冲击破碎概率与冲击速度在对数坐标中呈线性关系,符合其分形模型;对同一矿区,由于煤和矸石颗粒的来源和物理机械性质不同,矸石颗粒的分形维数和破碎常数均小于煤颗粒的分形维数和破碎常数;在相同冲击速度下,矸石颗粒的冲击破碎概率小于煤颗粒的冲击破碎概率,并且存在最优冲击速度使二者的冲击破碎概率差值最大。

垂直振动下二元混合颗粒分离的影响因素及能量分析

颗粒物质在垂直振动下的分聚行为广泛存在于生产和生活领域,揭示内在分离机理对颗粒筛分、输运等领域有重要意义。采用离散单元法对垂直振动下二元混合颗粒的分离过程进行模拟研究,揭示接触刚度、摩擦因数和振动空间对分离效果的影响规律,并基于能量变化对分离效果进行分析。研究表明:接触刚度增大,颗粒平均动能有增大趋势,Lacey混合指数增加,分离效果有所降低;摩擦因数增大,颗粒的动能出现先减小后增大的变化,Lacey混合指数增加,分离效果降低,当摩擦因数增到某一定值,颗粒呈现近似周期运动,无法实现分离。当振动空间和颗粒体积比小于1.2时,分离效果明显降低。大颗粒平均动能与小颗粒平均动能的比值影响颗粒的分离行为,并且存在分离效果较好的比值范围。大颗粒与小颗粒的平均动能越接近,二者分离越困难。

水平转竖直弯管粗颗粒气力输送特性数值模拟

为了明确水平转竖直弯管中粗颗粒的输送特性,在实验验证的基础上,利用计算流体力学与离散元(Computational Fluid Dynamics and Discrete Elements,CFD-DEM)耦合数值模拟方法对直径2.5 mm、高3.3 mm粗颗粒在水平转竖直弯管中的输送流型、速度、质量流量和气相压力变化进行了研究。研究表明:在起送阶段,弯管料栓具有蓄能作用,难以一次过弯的颗粒会在弯管中自发组成形态稳定的料栓,待蓄能完成后继续过弯运动;沙丘流的输送速度小、平均质量流量高,束状流的输送速度大、平均质量流量低。在稳定输送阶段,固相流型、速度、质量流量波动相对稳定,弯管段的压降和颗粒平均速度在前后半段表现出明显差异;前半段压降小、等压线波动大、颗粒平均速度快;后半段压降大、等压线波动小、颗粒平均速度慢;水平管段颗粒流型为稳定分层流,弯管段前半段颗粒流型为束装颗粒流、后半段为颗粒堆积分层流,垂直管段颗粒流型随管道延伸在向悬浮流发展。

基于CFD-DEM的气力输送变径管中颗粒流动特性分析

为明确气力输送中变径管几何参数对管道中颗粒流动特性的影响规律,采用CFD-DEM耦合方法对5种不同变径比和变径长度的水平变径管进行了数值模拟,探讨了变径比、变径长度等几何参数对变径管中颗粒速度、压力损失以及弗劳德数的影响规律。结果表明,变径管可以降低颗粒速度,且随着变径长度和变径比增大,变径管中颗粒速度均呈现先增大后减小的趋势;变径管可以降低管道压降,增大变径比和变径长度,管道中压力损失增大;变径比越大,变径后管道中弗劳德数越小;变径长度越长,弗劳德数下降越慢。

重力振动掺混料仓结构静力学及料管振动特性分析

重力掺混料仓具有低碳节能的特点,是气力输送等散料处理系统中物料存储和均化的重要设备。以某70 m^(3)重力式振动掺混料仓设计为例,简介了料仓结构和受力情况,并对其载荷分布、结构强度和料管振动特性进行了分析,获得了料仓内部的壁压分布规律、结构强度特性和振动掺混料管的振动特性,为料仓结构设计和优化提供依据。

组合体尺寸标注的渐进式分形建导教学方法

针对工程图学课程教学的重点和难点——组合体尺寸标注,基于尺寸标注的连贯性和组合体的形体分解,提出采用渐进式分形建导教学方法。通过渐进式教学方法,根据几何形体的相似性,在每一环节都采用分形建导思想,将复杂形体逐渐分解为简单形体,最终确定组合体的尺寸标注方案。尺寸标注分形建导方法的迭代规则为"拆、形、位、合",对应于拆分形体、确定定形尺寸个数、确定定位尺寸个数、进行尺寸去重复化。明确尺寸去重复化的3点原则,并结合不同形体对尺寸标注的分形建导方法进行了应用。将渐进式分形建导教学方法应用于组合体的尺寸标注,可以充分利用形体的相似性,引导学生循序渐进地完成组合体的尺寸标注,以达到组合体尺寸正确、完整的标注效果。

密相气力输送弯管压降分析

以黑色母粒为实验对象,在自主搭建的多功能气力输送系统实验台上进行密相气力输送过程的实验研究,采用实验数据与理论模型计算对比的策略,研究了弯管前后的压力损失规律。研究发现:物料从仓泵发出后需要经过压力稳定、流量稳定后方能达到稳定输送状态,基于现有模型,结合实验结果修正的压降模型可较好地预测弯管压降,预测误差不大于15.7%。

基于工匠精神培养的电气工程制图课程改革

自从大力弘扬"工匠精神"被写入政府工作报告以来,对工匠精神的培养已经成为社会关注的热点问题。高等院校作为专业人才培养的重要基地,不但需要将工匠精神培育与思想政治教育工作完美结合,还需要在专业课程教学中确立工匠精神的培养目标。电气工程制图课程作为理论和实践并重的专业基础课,是开展以工匠精神培养为目标的课程试点的良好载体。通过对教学大纲、课堂教学、实践环节以及课程考核四个方面的深入研究和改革,使工匠精神培育贯穿课程始末,注重在潜移默化中对学生思想价值观和专业学术技能的渐进式、渗入式培养,为高等院校开展工匠精神培养提供多元化的思路和方法。

窑顶无风机新型移动式隧道窑

介绍了窑顶无风机新型移动式隧道窑,该窑炉依靠放置于地面的脱硫风机实现了烧结产品整个生产过程中的气体输送和热量交换,能够显著改善传统窑炉中存在的窑体震动、耐火保温材料松动和窑炉服役寿命短的技术难题。此外,隧道窑在运行过程中,风路系统在全负压状态下形成一个闭环,能够显著抑制污染气体的排放。