基于TRIZ理论的专创融合教学探索与实践

专创融合课程建设是高校创新创业教育深化改革的方向,也是高校培养创新人才的重要途径,旨在解决当前面临的创新创业教育与专业教育结合不紧、创新课程与专业课程脱钩的棘手难题。油气储运工程是石油化工领域的特色交叉专业,基于TRIZ理论探索油气储运工程专业课程的融合创新,对深化专创融合、提升教学质量具有重要的指导意义。

响应面法和人工神经网络对亚临界CO_(2)萃取红花籽油的建模与优化

本文旨在寻找有效建模方法以预测亚临界CO_(2)萃取红花籽油的萃取率,优化其萃取工艺条件。以单因素实验为基础,采用Box-Behnken试验设计,研究了萃取压力、分离温度、萃取时间对红花籽油萃取率的影响,并采用响应面法(RSM)和人工神经网络(ANN)两种方法分别对同一实验进行建模分析,通过RSM数值优化、人工神经网络和遗传算法结合(ANN-GA)两种方法优化其工艺条件。结果表明,RSM与ANN两种模型均能较为精准预测,但通过两种模型的决定系数(R^(2))、平均绝对误差(MAE)、平均绝对百分比误差(MAPE)、均方根误差(RMSE)值比较,得出ANN模型(R^(2)=0.9966)的预测效果较优于RSM模型(R^(2)=0.9950)。ANN-GA确定的最佳萃取条件及萃取率分别为:萃取压力19.04 MPa、分离温度55.50℃、萃取时间134.98 min、萃取率23.52%。综上,RSM和ANN两种方法均可用于亚临界CO_(2)萃取带壳红花籽油的建模与优化,但ANN的预测准确度及拟合能力更为优秀。

三维碳纤维基复合材料及其在海水溶解氧电池中的应用性能

以三维碳纤维刷为基体通过一步水热还原法制备了石墨烯/铂复合电极(Pt-G/CFB),分析结果表明碳纤维丝束上均匀生长和包覆了大量Pt纳米微粒和石墨烯,Pt晶粒尺寸约3.1 nm;复合电极具有较大比表面积和丰富的介孔结构。Pt-G催化剂在氧还原反应(ORR)中表现出良好的催化性能和稳定性。将复合电极与Al合金阳极组成海水溶解氧电池进行放电测试,电池在低温、贫氧及小电流密度条件下放电性能良好,最大功率密度达到197 mW/L。

基于Fluent的多级串联喷嘴液气射流泵的抽气性能研究

为提高液气射流泵的抽气性能,在其主喷嘴后设置了多级串联喷嘴,通过Fluent软件对常规液气射流泵和多级串联喷嘴液气射流泵内气液两相流体运动情况进行了数值模拟,对比分析了相同工况下两种类型液气射流泵的抽气性能、压力场分布、速度场分布和气相体积分数分布。结果表明:在工作流体进口压力(表压)为0.3 MPa、0.35 MPa和0.4 MPa下,多级串联喷嘴液气射流泵的抽气性能较常规液气射流泵分别提高了18.1%、13.4%和20%,多级串联喷嘴结构有利于气液两相流体的混合和动量交换。研究结果对液气射流泵的优化设计和抽气性能提高具有一定的参考意义。

气液两相流单向阀阀芯优化动态特性研究

针对单向阀振动引起密封失效的问题,以深海环境下实现动态封堵效果的单向锥阀为研究对象,对阀芯结构进行了优化设计,运用FLUENT软件进行数值模拟。阀芯结构优化后相比于优化前,避免了阀芯与阀座的碰撞,总体阀门稳定性和使用寿命增加。

基于均匀设计的花生油亚/超临界CO_(2)等压连续萃取分离工艺研究

采用均匀设计实验,研究了流量、压力、时间、分离温度4个变量在CO_(2)等压连续亚临界态萃取超临界态分离工艺中对花生油萃分率的影响,通过回归拟合,确定了最佳工艺条件:流量100 L/h,压力22 MPa,分离温度65℃,时间220 min,萃取温度30℃(定值),此工艺条件下花生油预测萃分率为26.02%,实际平均萃分率为35.02%。通过与传统花生萃取工艺对比,表明花生油亚/超临界CO_(2)等压连续萃取分离工艺具有广阔发展前景以及进步空间。

响应面法优化CO_(2)亚临界态萃取等压超临界态分离核桃油工艺

以核桃油萃取率为指标,在单因素试验基础上采用响应面法优化CO_(2)亚临界态萃取等压超临界态分离核桃油的工艺条件。结果表明:最优工艺条件为萃取压力23.3 MPa、分离温度65.3℃、CO_(2)循环泵电机频率12.33 Hz,在此条件下核桃油萃取率为45.33%。

大数据技术在运营商政企网络质量优化中的创新应用

文中设计、研发并验证了一种基于大数据技术的政企客户网络质量管理系统,成功克服了数据获取困难,数据量大,网络质量难以评估的问题,并通过数据建模、网络质量分层计算、线路问题智能协助等方式,为操作者提供了一个可以体现客户网路质量的评分,针对质差的网络提供智能的优化方案,快速提升客户网络质量。文中面临的技术瓶颈包括各类数据的接入及海量数据提取,网络质量评估计算模型的搭建以及质差网络故障的智能定位。针对上述难点,文中提出了相应的解决思路,包含建立以客户为中心的政企客户数据模型,并基于模型接入各类数据;根据网络业务端到端业务质量的特点,提出网络质量评估模型,并借助机器学习的故障快速定位方法。另外,文中通过工程化实施进行验证,提升了客户的网络服务体验,并探讨了未来的研究方向。

深海环境下单向阀动态特性及性能

基于动网格理论建立了单向阀流固耦合数值分析模型,在深海原位激光增材修复系统的基础上,以实现动态封堵效果的单向阀为研究对象。结合该阀的实际工况,分析了不同海洋深度及不同弹簧刚度下的阀芯运动变化情况,得到了不同海洋深度以及不同弹簧刚度对阀芯开启过程中位移和速度的影响规律。对深海环境下单向阀关闭性能进行了研究,得到了阀芯关闭过程的动态特性曲线和宏观流场。结果表明,当弹簧刚度不低于500 N/m时,能够保证该阀在深海环境下具有良好的密封性能。

基于ANSYS Workbench和FLUENT的超临界二氧化碳萃取釜流场模拟及其结构改进

传统超临界萃取釜的不足主要表现在:萃取筐占据筒体容积,造成萃取釜空间利用率降低;萃取筐与筒体内壁存在间隙,造成传质、传热效果不良。本文对萃取釜进行结构改造,采用双封头结构,封头上设置筛网,采用径向进气方式。利用ANSYS Workbench及FLUENT软件,模拟了改进结构在空载和装料两种情况下的温度场和流场,对比分析了两种情况下的温度场和流场。比较结果说明,改进后的萃取釜结构不仅提高了萃取釜的空间利用率,而且改善了萃取釜的温度场均匀性,萃取釜的流场均匀性也有提高。

AC7A新型铝合金硫酸草酸阳极氧化研究

为了提高铝合金阳极氧化膜的性能,采用硫酸和草酸的混合溶液(质量浓度比10:1)对AC7A铝合金进行了阳极氧化处理,并对阳极氧化的工艺参数进行了优化。实验结果表明:AC7A铝合金硫酸草酸阳极氧化的氧化膜为多孔蜂窝状结构,其硬度和厚度均随温度的升高而减小;在电流密度3.0 A/dm2、电解液温度2℃、氧化时间1 h的工艺参数下,AC7A硫酸草酸阳极氧化膜层硬度可达471 HV50,厚度可达75μm。说明采用质量浓度比10∶1的硫酸草酸混合溶液对AC7A铝合金进行阳极氧化处理,可保证氧化膜的硬度和厚度满足使用要求,提高铝合金构件的使用寿命。

阴极充氢对1000 MPa级高强钢氢脆敏感性的影响

在海水环境中,采用电化学试验、氢渗透试验和慢应变速率试验(SSRT)以及结合SEM断口观察,研究了阴极充氢对1000 MPa级高强钢氢脆敏感性的影响。结果表明:阴极充氢电位对高强钢的氢渗透行为影响明显,随着阴极充氢电位的负移,氢的扩散系数波动不大,但饱和渗氢电流和氢溶解度逐渐增加,在阴极充氢电位为-1.05 V时,氢的溶解度为3.35 mol/m^3,为最大值。随着阴极充氢电位的负移,断口形貌逐渐由韧性断裂向解理脆性断裂转变,且断口边缘逐渐出现明显的解理裂纹。在阴极充氢电位为-0.91 V时,高强钢的氢脆系数约为25%,为最适宜的阴极保护电位。

三维J积分有限元分析的曲面积分法

从三维Ｊ积分的定义出发，给出了有限元分析的 曲面回路积分方法 。该方法可同时计算裂纹前缘曲线不同位置多条路径的Ｊ积分值，并且具有较高的计算精度 。

自吸式文丘里洗涤器引射量实验研究

以自吸式文丘里洗涤器为研究对象,采用空气-水为工作介质,针对喉部气速、吸液口静压差、喉部间距等因素对文丘里洗涤器引射特性的影响进行实验研究。结果表明,随着喉部气速的增加,文丘里洗涤器引射量呈快速增长趋势,且吸液口静压差越高增长越明显,但喉部气速过大会加剧液相贴壁流动现象,降低气液接触效率;吸液口静压差对洗涤器引射量的影响程度与喉部气速有关,当喉部气速超过66. 5 m/s后,增大吸液口静压差会显著提高洗涤器引射量;喉部间距增大会降低洗涤器引射量,但有利于液相分散,强化气液相间接触,与常规文丘里脱硫除尘液量需求相比,自吸式文丘里洗涤器引射量大,实验工况下液气比最大可达3. 95 L/m3。

浮头式换热器的结构改进及流场模拟分析

为了消除传统浮头式换热器浮头端存在的流动死区,本文采用数值模拟软件ANSYS FLUENT,对浮头式换热器壳程流体的流动进行数值模拟,模拟结果证明浮头式换热器浮头端管箱内存在介质流动的死区,同时提出了4种改进结构,并利用ANSYS FLUENT对改进后的换热器壳程流场进行模拟分析,结果表明,4种结构均可有效消除流动死区,而浮头端与壳程旁路相连,有流出旁路的结构最能保持壳程内流体流动,也最为合理。该结构对提高换热器的换热效率,减少换热器故障具有十分重要的工程意义。

国内压力容器无损检测技术的现状

介绍了国内压力容器无损检测技术的现状及射线、超声、磁粉和渗透检测的近况。

基于均匀设计的SFE-CO_2萃取花生油工艺

基于均匀设计方法,研究SFE-CO_2萃取花生油工艺。选取萃取压力、温度、时间和CO_2流量四个因素,每个因素十个水平进行实验。结果表明,花生油最大出油率可达48.75%,对应的较佳工艺条件为:萃取压力34.5 MPa、温度45℃、时间140 min,CO_2流量220 L·h^(-1)·kg^(-1)。通过检测,SFE-CO_2萃取花生油品质好,酸值(0.6 mg·g^(-1))、过氧化值(3.4 mmol·kg^(-1))和不饱和脂肪酸含量(79.586%)等各项指标均符合一级食用花生油的标准。

新型卧式环流除尘器内湍流特性数值模拟

建立了新型卧式环流除尘器三维湍流的重整化群k-ε模型,采用数值模拟的方法得到了内部流场的基本规律,确认卧式环流除尘器的结构和尺寸对内部流场有重要影响。分析了不同位置处速度和压力的三维波动变化规律,设计了导流筒和整体对称结构,进而提高旋流稳定性,避免传统旋风除尘器的二次扬尘和短路流问题,提高了粉尘分离效率。

仿生凹坑非光滑密封圈有限元分析

针对超临界流体萃取过程中高压环境下的密封问题,设计了一种具有仿生凹坑特征的新型密封圈。将仿生学原理应用到橡胶圈密封技术中,通过软件对光滑与非光滑表面密封圈进行数值模拟,观察在不同压缩量、不同凹坑直径和间距时,密封圈的接触应力和Von-Mises等效应力变化情况。计算结果表明,当压缩率为12%时,光滑和非光滑密封圈产生的接触应力均达到了超临界萃取过程工作的介质压力8 MPa,其中凹坑直径为2.0 mm、凹坑间距为3.0 mm的模型具有最好的密封性能和耐磨性。

硫酸中阳极氧化制备Al_2O_3多孔模板的BPANN模拟

采用24组硫酸阳极氧化多孔膜的样本数据建立BP神经网络模型,得到了多孔膜孔有序度与硫酸阳极氧化参数之间的最优关系,经检验该模型的预测结果与实测结果相一致。表明BPANN是硫酸阳极氧化制备多孔膜孔有序度的较好的预测模型。