超高速永磁电动悬浮系统性能优化

为提高超高速永磁电动悬浮系统的综合性能,围绕浮重比、浮阻比和悬浮刚度3个重要指标开展了多目标性能优化研究.首先,对永磁电动悬浮系统进行横向延拓,推导三维电磁力模型,并进行有限元仿真分析;然后,针对浮重比、浮阻比和悬浮刚度的多目标优化问题,提出基于“系统级+子系统级”架构的并行优化策略,实现了线性加权意义下的系统性能最优.最后,搭建了“Halbach永磁阵列+凸缘式铝制转盘”实验平台,验证上述优化策略在提高系统性能上的有效性.研究结果表明:在超高速工况下,理论解析计算得到悬浮力与仿真结果误差在8%以内,而磁阻力几乎没有误差;通过优化设计,浮重比从11.0提升至18.3,增幅为75.50%;浮阻比从3.5提升至3.8,增幅为7.50%;单位质量永磁阵列的悬浮刚度从6.1 kN/m提升至20.6 kN/m,增幅为235.94%.

超高速永磁电动悬浮系统三维解析建模与电磁力特性分析

永磁电动悬浮系统在高速情况下具有自稳定的特点,并且安装维护简单,在超高速管道磁浮运载中具有重要的应用价值。文章以超高速永磁电动悬浮系统为对象,对“Halbach永磁阵列-导体板”结构进行系统建模,提出了一种横向端部断面边界条件的构建方法,明确了电磁力的求解方法。同时,对电磁力特性开展研究,分析了电磁力随电磁参数、结构参数变化的规律。利用转盘试验平台开展了原理性验证试验,通过有限元仿真和试验结果对比,说明了所建电磁力模型的正确性。

水上液体化学品事故应急技术与装备研究

水上液体化学品事故具有危害性大、处置难度高等特点,相关技术与装备是水域应急救援重要发展方向。本文通过分析国际公约梳理了船载散装液体化学品种类范围,分析了船载液体化学品泄漏后的行为状态及处置方法,分类总结了液体化学品事故处置技术,研究了典型技术装备的原理及特点。最后,通过对典型案例和现有技术的分析,提出了水上液体化学品事故技术与装备的发展趋势。

并联波浪补偿系统的鲁棒控制方法

研究了基于绳牵引并联机构的新型波浪补偿系统的鲁棒控制方法。将环境作用力和不可测参数从动力学方程中分离出来,看作系统干扰,然后根据李亚普诺夫稳定性理论推导了控制律。针对绳索冗余的情况,提出了一种基于交互投影的绳索张力分布算法。当存在张力分布的可行解时,该算法能够得到远离张力限制边缘的"安全"最优解;当不存在可行解时,该算法能够得到满足张力限制条件的最佳近似解。为了提高鲁棒控制的实用性,还研究了负载惯性参数辨识方法。仿真结果表明,以上理论与方法对于波浪补偿系统是非常有效的。

主动式波浪补偿起重机液压伺服系统数学建模与优化

波浪补偿起重机在远洋作业中发挥着越来越重要的作用。针对一种新型主动式波浪补偿起重机的液压系统,首先通过理论分析建立其补偿回路数学模型;然后针对其负载大和钢丝绳传动等特点,提出通过合理选择反馈元件位置以减小钢丝绳对控制的影响、通过复合控制进行负载补偿和通过PD控制改善动态性能等优化方法;最后利用Simulink进行建模仿真,验证了上述方法的有效性。

矩形窄通道中气液混合物超声颗粒检测实验与分析

本文以去离子水为工质,将超声颗粒检测系统应用于两相流传热过程,利用超声衰减谱法对垂直矩形窄通道中流动沸腾气液两相流进行了测量,通过理论模型和反演算法分别得到质量流量2.22 kg/(m^2·s)、2.86 kg/(m^2·s)和3.49 kg/(m^2·s)下的超声衰减谱及矩形窄通道出口处的气泡尺寸分布和含气率(干度)。实验结果表明:一定质量流量下,随着加热功率的增大,同一超声频率下的超声衰减系数增大,D50值增大,尺寸分布变宽;同一工况下,随着质量流量的增大,D50值减小,尺寸分布高度增大,带宽减小;超声检测系统测量的干度较理论值偏大,干度较小时,偏差较小,比较适用;干度增大,偏差增大,需要适当调整模型。

基于顺序向前选择算法的制冷系统故障诊断分析

以一台制冷量为90冷t(约316 kW)、制冷剂为R134a的离心式制冷机组为实验对象,从理论上分析该制冷系统的7种典型故障,分析故障征兆与故障间的理论关系,运用基于顺序向前选择(SFFS)算法的封装模型进行特征选择,降低乃至消除特征间的相关度,去除信息冗余,获得不同的能较好表征故障的特征子集.结果显示:运用SFFS算法时选择了22个特征,诊断正确率为89.63%,与原特征集的诊断正确率90.36%基本相当,极大地减少了原特征集的特征数,从64维降为22维;在保证故障检测与诊断正确率的前提下,减少了诊断所需传感器种类和数量,节约了初始投入成本.

R32水平单管内的蒸发换热特性

本文对2根不同孔径单管在饱和温度分别为0℃、5℃和10℃工况下进行水平管内R32蒸发换热的实验研究。采用热阻分离法得到管内制冷剂侧蒸发传热系数,以质量流量、饱和温度为影响因子,对实验结果进行单管热阻分析及综合性能评价。结果表明:管内传热系数及压降均随着质量流量的增加而增加,管径对传热系数影响较大,1#传热系数约为2#的1.1~1.3倍,不同质量流量下温度对传热系数及压降的影响比重不同;随着质量流量的增加,管外水侧热阻占总热阻的比例逐渐增大,管内制冷剂侧热阻占总阻值的比例逐渐减小;两根单管单位压降传热系数均随质量流量的增加而减小,在不同质量流量下饱和温度对参数的影响比重不同。

有机朗肯循环用涡旋膨胀机的改进与实验研究

目前有机朗肯循环(ORC)的效率普遍较低,而膨胀机的性能将对循环效率产生直接的影响。为提高有机朗肯循环用涡旋膨胀机的性能,本文提出对涡旋膨胀机进行了改进,使动涡旋齿的齿头不会遮挡进气孔,进、出气口对称分布,并对涡旋齿端型线进行了修正。研究改进后涡旋膨胀机进口压力、流量、转速等参数对其性能的影响。实验结果表明:改进后膨胀机的最大外等熵效率为53%,且存在一个最佳压力值,使得膨胀机的外等熵效率最大。进口流量的增加会使膨胀机的转速提高,输出功率增大。膨胀机的外等熵效率变化曲线呈抛物线变化,不同的负载对应着不同的最佳流量值,使得膨胀机的外等熵效率最大。不同负载下的膨胀机有着不同的最佳转速,使得其输出功最大,且进气压力越大,其最佳转速也越大。研究结果表明:对涡旋膨胀机的改进是切实可行的,且对膨胀机的实验为以后进一步改进指明了方向。

基于正逆循环的节能技术

能源是当今社会发展的三大支柱之一,是经济发展和社会进步的重要基础。近年来,由于人类对能源的需求越来越大,能源供应成为社会经济发展的瓶颈。在能源消耗不断攀升从而带来诸多社会和环境问题的现实背景下,节能减排已成为当今人类的共识。本文依次介绍了机械蒸汽再压缩热泵技术、空气能热泵技术、喷气增焓技术三种节能技术。充分利用低品位能在一定程度上具有节能的效果,由此,基于有机朗肯循环及卡琳娜循环两种动力循环,介绍了低品位能两种利用技术:低品位能借助正循环(有机朗肯循环或卡琳娜循环)热功转换实现发电及低品位能借助正循环热功转换实现制冷。

基于行星传动调速的波浪补偿系统设计与样机研制

提出了一种基于差动行星传动调速的主动式波浪补偿系统。阐述了新型主动式波浪补偿系统的工作原理,建立了波浪补偿系统数学模型,推导了波浪补偿变量传递关系。研究了基于前馈补偿-反馈校正的波浪补偿复合控制策略,完成了波浪补偿系统的行星传动调速器、控制系统电液伺服驱动系统、船舶姿态检测系统的设计。设计了原型样机试验方案并建立了模拟试验平台,通过波浪补偿试验,证明提出的行星传动调速波浪补偿系统能够基本满足复杂海况条件下吊装作业的要求。

美国仲裁当事人协议扩大司法审查探析

仲裁当事人协议扩大司法审查是仲裁监督的一个新问题。本文探讨了美国法关于这一问题的实践与理论。本文认为,只对仲裁进行程序监督无法满足当事人多样化的仲裁需求。准许仲我当事人协议扩大司法审查,可以更好地帮助当事人实现选择仲裁的目的。同时,也在司法审查领域实现了意思自治原则,符合仲裁的本质。

井架结构在风载作用下的安全性分析

分析井架的抗风能力对井架安全性评价具有重意义。在井架结构风荷载计算的理论基础上,建立桅形井架模型,并对桅形井架在最大钩载工况下背风、侧风、45°风时的安全性进行有限元计算分析。分析结果表明:井架在最大钩载工况各风荷载作用下最大位移均发生在井架顶部,应力最大值位置则是变化的;井架在承受最大钩载背风、45°风时均满足强度要求,且后立柱具有较高的强度储备,可减小后立柱的截面尺寸以优化结构;在侧风时最小安全系数为1.59,小于API Spec 4F规定的许用安全系数1.67,因此建议对井架结构薄弱位置进行加固。

R134a在微肋管内的冷凝换热特性

本文在35、40和45℃三种冷凝温度下,对R134a在微肋管内的冷凝换热进行了实验研究。选用质量流量、冷凝温度、微肋管结构参数为变量,以总传热系数、水侧传热系数、制冷剂侧表面传热系数及压降为评价指标。结果表明:总传热系数、制冷剂侧表面传热系数、压降均随着质量流量的增加、冷凝温度的降低和管径的减小而增大,而水侧传热系数随质量流量的增加而稍有降低,冷凝温度对其值影响并不大。热阻分析时发现:随着质量流量的增加,水侧热阻占总热阻比值逐渐增加,而制冷剂侧热阻所占比值逐渐减小,但制冷剂侧热阻总小于水侧热阻;对换热器进行综合性能进行评价时,以表面传热系数与压降的比值(单位压降表面传热系数)为指标,发现该比值均随质量流量的增加呈先减小后增大的趋势,并随着冷凝温度的降低、管径的减小而增大。

海上装配式输油管道连接处强度分析

海上装配式输油管道通常是用连接器将各管段连接而成,其连接器的抗弯、抗拉能力与管道本体有很大的差异。通过Solid Works建立管道连接处的分析模型,计算管道能够承受的最大正应力和最大弯矩,利用有限元分析软件Solid Works Simulation分析管道连接处的抗弯强度和抗拉强度,为管道连接器的优化设计提供依据,为工程设计提供参考。分析结果表明:加强连接器的强度不低于管道本体强度,整个管道系统没有出现强度薄弱的地方,满足安全要求。

氮化碳启发的共价有机框架光催化剂用于高效过氧化氢光合成

过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种绿色高效氧化剂,广泛应用于医药、食品和造纸等领域.传统制备方法为蒽醌氧化法,但该法不仅耗能高,工艺复杂,而且会产生大量废水、废气和固体废物.探索绿色温和条件下新的H_(2)O_(2)合成方法成为当前研究热点.其中,以太阳能为驱动力的光催化H_(2)O_(2)合成策略广受关注.在光催化反应过程中,半导体光催化剂扮演着至关重要的角色,它们捕获光能、产生光生电荷并引发界面的氧化还原反应.因此,开发高效半导体催化剂是实现高效光催化H_(2)O_(2)合成的关键.氮化碳(C_(3)N_(4))是目前应用最为广泛的H_(2)O_(2)光合成催化剂.研究表明,C_(3)N_(4)中的庚嗪基团能够和活性氧中间体形稳定加成产物,有利于H_(2)O_(2)的选择性生成.然而,由于C_(3)N_(4)可见光吸收范围窄及光生电荷复合快等问题,导致光催化效率较低,严重限制了其光合成H_(2)O_(2)的实际应用.基于对C_(3)N_(4)本征优势和固有缺陷的了解,本文提出将C_(3)N_(4)的庚嗪构筑单元整合到具有宽光谱吸收的共价有机框架(COFs)骨架中,以优化材料的电荷分离动力学和光吸收性能,从而实现H_(2)O_(2)的高效合成.采用一步希夫碱缩合反应制备含庚嗪基团的COFs催化剂(COF-TpHt).XRD测试和结构模拟结果表明,COF-TpHt具有共轭的二维平面分子结构且层间通过π-π相互作用有序排列,这不仅有利于提高材料光吸收能力,同时也为光生载流子的分离提供了层内和层间传输通道.紫外可见漫反射吸收光谱结果表明,该催化剂在400-800 nm的宽范围内具有较好的可见光吸收能力.稳态和时间分辨荧光光谱结果表明,C_(3)N_(4)在λ=488 nm处具有很强的荧光强度,而COF-TpHt的荧光强度显著淬灭.另外,COF-TpHt比C_(3)N_(4)(8.53 ns)具有更长的荧光平均寿命(9.19 ns)和更大的光电流响应,这表明COF-TpHt中的电荷复合被有效抑制,有利于提高光催化反应活性.在光催化反应中,以苯甲醇为电子供体,在可见光(λ>420 nm)照射下,该催化剂实现了高达11986μmol h^(-1)g^(-1)的H_(2)O_(2)生成速率,在420 nm处的表观量子效率为38%,超过了目前报道的大多数有机或无机半导体光催化剂性能.除此之外,该催化剂也展现出较好的稳定性,在连续循环反应4圈(12 h)后仍保持原有的形貌与结构,且在长达30 h的连续光照反应过程中,H_(2)O_(2)产量仍能保持线性增长,最终达到2971μmol,浓度约为59.4 mmol L^(-1),可满足消毒和污水处理的实际应用要求.综上,本文材料对光催化的方式获得高浓度H_(2)O_(2)具有独特优势.

国际民商事诉讼中的非方便法院原则剖析

非方便法院原则是国际民商事诉讼中法院拒绝管辖的一项重要制度。现代非方便法院以"最适当法院"为标准并不合理。防止原告挑选法院、反沙文主义与国际礼让都难以构成现代非方便法院原则的理论依据。国际民商事管辖权的冲突应坚持国际协调原则,通过制定统一规则加以解决,而非采用非方便法院原则。

海底输油管线线路问题与保护方法研究

由于近年来的不断开发,陆上油田的产量和质量不断降低,使得海上采油成为石油勘探开发的重要阵地。在海上石油开发过程中,海底输油管线是完成石油运输的重要途径。就海底输油管线展开探讨,分析海底输油管线的优缺点和铺设方式,研究海底输油管线在线路选择过程中遇到的问题,总结海底输油管线的相关保护方法,旨在为相关技术人员提供参考,提升海底输油管线的安全性,达到降低泄漏和安全事故的发生率的目标,保障海上石油开发安全与效益,推动海上石油开发的持续健康发展。

可燃冷媒制冷器具实验室防爆系统的设计与模拟

对可燃冷媒器具实验室的安全报警系统和紧急排风系统进行了设计;为了确定紧急排风系统的最佳设计方案,以可燃制冷剂R32为工质,针对紧急排风系统中的排风口和进风口位置,设计了2种方案,采用Fluent模拟得到了2种方案下实验室内R32浓度分布图及浓度变化曲线,通过对比发现方案2为最佳。因此,在紧急排风系统的最佳设计方案下使可燃冷媒制冷器具测试实验室的安全得到保障。

海上并靠补给波浪补偿技术发展趋势

并靠补给是一种重要的海上补给方式。舰船在海浪作用下会产生六自由度运动,对海上并靠补给具有重要影响;波浪补偿技术能够消除舰船运动对海上并靠补给的影响,是海上并靠补给的一项关键技术。介绍海上并靠补给及其波浪补偿技术,探讨海上并靠补给对波浪补偿技术的需求,分析被动式波浪补偿技术和主动式波浪补偿技术的发展现状,研究六自由度波浪补偿技术的工作原理。通过分析指出,六自由度波浪补偿系统能够完全补偿两舰船之间的相对运动,不仅可以避免货物与被补给船之间发生碰撞,而且可以精确地将货物补给到指定位置和有效地抑制或消除货物的摆动,是波浪补偿技术的重要发展方向。六自由度波浪补偿技术是通过绳牵引并联机构实现的,技术难度较大。