强声波作用下烟气夹带单颗粒煤粉传热特性的数值研究

根据二维轴对称、非稳态、层流的质量、动量和能量守恒方程,研究了强声波作用下夹带在烟气中单颗粒煤粉的传热特性.分析了声压级为145~167dB,频率f分别为50 Hz、1 000 Hz和5 000Hz时,颗粒壁面的温度场、局部努塞尔数、表面平均努塞尔数及时间-空间平均努塞尔数的分布.结果表明:当f=50Hz时,颗粒壁面流场主要受到曲率效应的影响,努塞尔数随着振荡速度幅值的增大而增大;随着频率的增大,流动加速度的作用逐渐加强,当f=5 000Hz时,热边界层与流场之间出现了相位迟滞;不同频率时颗粒的努塞尔数相差不大,时间-空间平均努塞尔数的最大差值比为2.82%;当声压级为167dB,f=5 000Hz时,颗粒的时间-空间平均努塞尔数是无声场时的1.78倍.

强声波作用下煤颗粒周围气体的振荡流动特性

根据二维非稳态层流的质量和动量守恒方程,研究强声波作用下煤颗粒周围气体的振荡流动特性.入射波的振幅远大于颗粒特征长度,声雷诺数小于20.根据通用微分方程的解,详细分析不同声雷诺数与斯特劳哈尔数下,颗粒壁面的流场分布、轴向压力梯度、切向应力及分离角的分布,发现在低频(~50 Hz)时,颗粒壁面轴向压力梯度、切向应力及流动分离角的分布主要受曲率效应影响,其变化规律与振荡速度的幅值变化相对应;在高频时(~5 000 Hz),颗粒壁面轴向压力梯度、切向应力及流动分离角的分布同时受到曲率效应和流动加速度的影响.为进一步研究强声波强化煤颗粒燃烧提供理论基础.

声波作用下铜球传热特性实验

针对频率为500 Hz～3000 Hz和声压级为110 d B～133 d B的声场作用对铜球在空气中自然冷却的传热特性的影响,通过热电偶测温的方法,分析铜球温度梯度的分布与声场声压级、频率以及铜球直径的关系。结果表面,当频率f一定时,随着声压级的增加,铜球的传热效果得到明显增强,对于直径为5 mm的铜球,在133 d B声场中传热系数最大增加了25%。当声压级一定时,在频率范围中存在某一频率,此时铜球的传热系数最大,此特殊频率随着声压级的增大而增大。当铜球的直径为5 mm时,可以在低频段观测到声流效应的影响,而当铜球的直径为10 mm、15mm时,很难在低频段辨别出声流效应的影响。所得结论为声波应用于电站锅炉中,强化煤颗粒燃烧提供了依据。

电站锅炉声学测温中时延估计试验研究

对锅炉炉膛冷态和热态声场进行了分析,从理论上对广义互相关时延估计及其加权函数进行了深入探讨,并在国内某300MW机组上安装声学测点,对不同的加权函数进行了冷态和热态试验研究.结果表明:广义互相关时延估计法可以用于声学测温中声波飞渡时间的测量;PHAT加权具有抗混响能力,能在锅炉冷态混响环境下得到准确的时延估计;ML加权具有很好的抗噪能力,能在锅炉热态时得到准确的声波飞渡时间.

粒子群优化算法中惯性权重综述

粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法是基于鸟群觅食行为的一种新型的群体智能算法,而惯性权重是PSO算法中一个极其重要的参数,其值的选取直接关系粒子在寻优过程中的开发能力和探索能力。在介绍PSO算法的基本原理的基础上,分析惯性权重对粒子群优化算法在收敛性方面的影响,综述了现有文献对惯性权重的研究进展,并评述了各种惯性权重取值策略所取得的研究成果和存在的不足之处。

强声波在电站锅炉中传播特性的研究

对位于可听声频率范围的强声波在电站锅炉中的传播特性进行了研究.基于简单波假设理论,对声压级达到160dB的强声波传播过程中畸变和谐波生成的机理进行了分析研究,并计算了不同频率下声波的冲击波形成距离;计算得到炉内黏热流体介质中伯格斯方程的严格解,研究了发生非线性效应与耗散效应下强声波的传播特性;采用数值计算方法求解了弛豫流体介质中强声波传播的非线性波动方程,讨论了弛豫介质中声波的传播特性.结果表明:冲击波形成距离与声波频率成反比,随着声波频率的增大,非线性效应减弱,耗散效应增强.

含锆Cu-P基非晶钎料钎焊紫铜接头的连接强度及微观组织

采用CuP7.7Sn5.4Ni14Si0.2Zr0.04非晶和常规钎料钎焊紫铜,分析了钎料和接头的微观组织及钎焊工艺对接头强度的影响.结果表明,相对于非晶钎料,常规钎料对钎焊工艺的敏感性更大;在相同的试验条件下,采用非晶钎料钎焊的接头强度比常规钎料提高30%以上;非晶钎料看不到明显的相结构,而常规钎料主要由初生(Cu,Ni)3P+(α-Cu+Cu3P)共晶+(α-Cu+Cu3P+δ)共晶组成;非晶钎料接头扩散区和界面区主要是α-Cu固溶体,钎缝中心区主要为α-Cu+(Cu,Ni)3P+(α-Cu+Cu3P)共晶+(α-Cu+Cu3P+δ)共晶的混合组织.

声波在电站锅炉含颗粒介质气体中的衰减特性

采用数值计算方法研究了可听声频率范围内声波在电站锅炉炉膛中的衰减机理,建立了电站锅炉含颗粒介质气体中的声衰减系数计算公式,得到了声衰减系数与声频率、颗粒介质体积分数、颗粒粒径及烟气温度的关系.根据多体多次散射理论,对颗粒介质体积分数较大的循环流化床锅炉中的声波衰减特性进行了讨论,并对其声衰减系数进行了修正.结果表明:对于一般燃煤锅炉,随着烟气温度的升高以及颗粒介质体积分数和声频率的增大,声衰减系数增大,随着颗粒粒径的增大,声衰减系数减小;循环流化床锅炉中的声波衰减主要来源于颗粒介质表面的热传导耗散.

基于组合混沌序列动态粒子群算法的电力系统无功优化

无功优化对提高电力系统的安全性和稳定性具有重要意义.针对传统粒子群算法在求解大规模、强非线性无功优化时易陷入早熟、局部收敛等问题,应用Logistic混沌优化方法,充分利用其遍历性进行寻优.另外,为保障粒子群算法初值的均匀性,结合Chebyshev映射和Logistic映射,引入一种组合混沌映射并将其应用于粒子初始化,提高初始变量的均匀性,从而提高算法全局寻优能力.对粒子群速度更新过程中存在的惯性取值问题,引入一种基于种群速度的动态惯性权重策略.最后将这一算法应用于电力系统无功优化.算例表明,算法具有较强的全局搜索能力和较高的效率.

基于声子晶体理论的管阵列声透射特性实验研究

在理论研究基础上,对管阵列的声透射特性进行了实验研究,通过改变实验中管阵列的排数、纵向节距以及环境温度等参数,得到管阵列声压级插入损失与管阵列参数的关系,并与根据平面波展开法的计算结果以及Comsol软件仿真结果进行了对比.结果表明:实验所得声透射带隙波段与理论计算结果相互吻合,并发现了在"阻声带隙"中有时存在"透明带隙"的实验现象.

电站锅炉炉管泄漏数值模拟及定位算法研究

针对电站锅炉炉管泄漏点精确定位问题,对泄漏喷流形成的流场和声场进行了数值模拟.将通信工程中的Chan算法引入到炉管泄漏定位检测中,分别在空旷环境、实验室环境、模拟炉膛常温无噪声环境和模拟炉膛常温高噪声环境下进行了实验研究.结果表明:泄漏喷流流场轴向速度是引起泄漏声波传播扰动的主要原因,远场的噪声辐射具有指向性特征;在孔口部区域声功率级最大,且声功率级沿对称轴方向随与喷口距离的增大而逐渐扩散衰减,泄漏声场的强度随孔直径的增大而增强;相同孔直径、不同泄漏蒸汽工况下的声功率级基本相同;通过Chan算法对泄漏进行定位,定位结果误差在工程允许误差范围内,定位精度较高.

炉内温度声学测量的声源特性试验研究

采用Labview和Matlab软件编写了各种电声程序,并在冷态炉膛试验台上对电站锅炉声学测温中的声源特性进行试验研究。结果表明:广义互相关延时估计经过滤波处理后能够在封闭混响环境下得到准确的时延估计值;采用广义互相关延时估计法后,正弦信号、三角波信号等不适合作为电声源信号;扫频信号具有较好的测量效果;泊松噪声信号和MLS序列信号的互相关函数具有尖锐峰值,适合作为声源信号;其它信号如Bernoulli噪声信号也具有较好的互相关性,经过特殊处理后也可以作为声学测温中的声源信号。这些试验结果,可为声学测温声源信号的选择及封闭混响环境中声波飞渡时间的测量提供重要参考。

基于Lilley宽带声源模型的锅炉承压管泄漏数值模拟研究

以锅炉管道泄漏喷流流场分布计算结果为基础,采用Lilley宽频声源模型,计算泄漏喷流噪声的声功率级分布。对不同泄漏孔径以及不同工况下的蒸汽泄漏进行数值模拟,结果表明泄漏孔的直径越大,喷流速度和声功率级越大。而蒸汽的温度不变,压力越大,喷流速度和声功率级越小。模拟结果为锅炉承压管泄漏声学监测与诊断提供了重要依据。

风力发电机仿竹塔架的刚度和强度分析

为了研究风力发电机塔架静强度、刚度与结构之间的关系,对仿竹结构的风力机塔架进行了刚度和强度的研究。通过仿生学的方法,对比研究得出塔架和自然界中竹子所受的载荷类型相同,引出带加强结的仿竹结构塔架,并利用悬臂梁的方法进行了分析计算。弯曲刚度分析表明,带加强结塔架的挠度比普通塔架的挠度有所降低,降低量的大小与加强结所占的比例成正比,与加强结刚度的增加量成正比,随加强结数增加而增大。带加强结塔架的轴向压缩变形量、扭转角、剪切变形量均有所减小,减小量大致与加强结占的比例成正比。而强度分析则表明,加强结对塔架应力大小的分布,特别是最值应力的大小和区域没有影响。塔架添加加强结的数量,在工程上存在比较合理的范围。

电力系统无功优化方法综述

电力系统无功优化问题作为最优潮流的重要一支,由于具有离散性、非线性、大规模、收敛性依赖初值等特性,使其成为电力系统中至今仍未能圆满解决的问题。因此,本文综述了无功优化模型和算法的研究成果,分析了这些方法的特征,以此来探讨如何更好地解决这一问题。

声波强化传热的实验研究与机理分析

为探究声波作用下铜球的对流换热机理,搭建了声波强化传热实验台架,研究在不同声压级和声频率的影响下铜球的对流换热问题,并结合声流的作用机理和实验数据深入分析了声波强化传热机理。结果表明:铜球的对流传热系数和努塞尔数随着声压级的增大而非线性增大,且存在强化传热的最佳声频率;相对努塞尔数主要受声频率和声压级的综合影响,而与铜球直径的关系不大;对于给定声压级,声波强化铜球的传热过程随频率的不同可大致划分为4个阶段,即声流控制区、声流和振荡流协同控制区、振荡流控制区和稳定区,并给出前3个阶段相对努塞尔数的经验公式。

某桁架式桥梁检测车垂直臂刚架结构的拓扑及尺寸优化

以某桁架式桥梁检测车垂直臂为研究对象,利用ANSYS参数化设计语言建立了该垂直臂的三维实体参数化有限元模型,选择了三种典型工况对垂直臂进行了有限元静力结构分析。采用面面接触单元来模拟垂直臂与连接架滑块之间的滑动副,准确计算了垂直臂与滑块间的受力和变形情况。分析了垂直臂主管臂厚、弦杆臂厚以及拓扑结构参数弦杆分布密度对其强度、刚度的影响,为提高垂直臂构件的力学性能提供了理论依据。基于分析结果,选出了垂直臂的最佳几何构型并应用于实际产品。

风力发电机组仿竹塔架的刚度和强度分析

塔架和自然界中竹子所受的载荷类型相同,通过仿生学的方法,提出了带加强结的仿竹结构塔架。弯曲刚度分析表明,带加强结塔架的挠度比普通塔架的挠度有所降低,降低量的大小与加强结所占的比例成正比,与加强结刚度的增加量成正比,随加强结数增加而增大。带加强结塔架的轴向压缩变形量、扭转角、剪切变形量均有所减小,减小量大致与加强结占的比例成正比。而强度分析则表明,加强结对塔架应力大小的分布,特别是最值应力的大小和区域没有影响。塔架添加加强结可行,符合工程实际。

越龙山人行玻璃悬索桥总体设计

越龙山人行玻璃悬索桥为主跨710 m的空间索面地锚式人行玻璃悬索桥。该桥主缆垂跨比为1/11.8,采用大张开量的空间索面,跨中设置3对柔性中央扣,桥下设置空间索面的抗风缆,以提高桥梁整体抗风稳定性,主索鞍采用竖向摩擦隔板技术以提高索鞍的抗滑移安全系数。桥塔采用门式结构,由混凝土塔柱和钢横梁组成。根据地形因素,西北侧及东南侧主缆设置隧道式锚碇,东北侧及西南侧主缆设置重力式锚碇,抗风缆设置岩锚桩结构。加劲梁采用纵横梁格构体系,纵梁采用4道工字钢,横梁采用箱梁形式,外侧2道纵梁间距由跨中8.5 m按抛物线变化至桥塔处17.5 m,中纵梁3 m宽度范围内设置玻璃桥面,外侧设置压型钢板超韧性混凝土桥面。

锅炉管阵列中的声二极管效应与冷态缺陷研究

基于声子晶体理论,通过设定管阵列的几何参数和温度等环境参数,采用数值计算方法分析了声波通过2种不同结构管阵列的传播特性,得到在某些频率范围内存在声波的单向导通特性,并对冷点缺陷位于管阵列中不同位置处的声传播特性进行了计算.结果表明:声波的单向导通特性与2种管阵列过度位置的结构排布方式有关;管阵列中存在冷点缺陷时其声传播特性会发生变化;研究声波通过不同管阵列的声传播特性对管阵列中声源定位有重要意义.