往复式压缩机动平衡分析

低频噪声问题是冰箱市场噪声客诉案例中非常常见的一类问题,这类问题的大部分原因是压缩机与冰箱底板的共振,而产生共振的激励源大部分为压缩机运转时的不平衡惯性力,对往复式压缩机进行动平衡优化设计,可以显著降低其运转时的不平衡惯性力,进而改善冰箱系统的低频噪声。基于某种定频往复式压缩机,将其曲轴-连杆-活塞系统简化成曲柄连杆机构,对机构进行动力学分析,推导了不平衡惯性力的理论公式并对往复方向与铭板方向的惯性力特征进行说明。依据不平衡惯性力的理论公式,开发了专用的往复式压缩机动平衡设计软件,该软件可以实现计算不同配平方案的往复惯性力曲线以及计算最优配平质量的功能;针对这一软件,提出了无量纲因数法对软件计算值与试验值进行对比,结果表明两者的误差水平满足工程应用的要求。

基于HFFB试验高耸结构风荷载谱高度修正系数及风振分析

分段估计法作为一种重要的非线性振型结构高频天平(high-frequency force balance,HFFB)试验模态力计算方法,可以对结构脉动风荷载的空间分布进行估计。该文章抛弃了分段估计法中无量纲风荷载谱沿高度不变的假定,提出了一种可以考虑荷载谱沿高度变化的方法。以Kaimal脉动风谱为例提出并推导了无量纲风荷载谱沿高度变化的修正系数,并以某真型输电塔架为算例,结合HFFB试验,分析了修正系数对结构响应计算的影响。研究结果表明,修正前后位移响应的背景分量计算值差异很小,但共振分量差别明显,偏差幅度达25%。对柔度较大的高耸结构,其共振分量在总响应中占比较高,需考虑荷载谱沿高度的变化;对于沿高度减小或增大的风速谱而言,现有荷载谱沿高度不变的分段估计法将高估或低估结构的位移响应。本文方法具有更高精度和更广的适用性。

基于量纲分析讨论煤与瓦斯突出的影响因素

煤与瓦斯突出的机理非常复杂,难以用常规的解析方法进行建模研究,量纲分析是研究此类问题的有效方法。使用量纲分析的方法,对煤与瓦斯突出问题的性质和控制参数进行分析。结果表明,煤与瓦斯突出过程中主要发生3种物理现象,分别是准静态岩体系统的失稳、孔洞壁煤体的连续破坏,以及碎煤—瓦斯两相流的运动。讨论了这3种现象的问题实质、建模方法和状态变量,在此基础上应用量纲分析方法,构建了一系列对煤与瓦斯突出起控制作用的无量纲数。通过无量纲数导出煤与瓦斯突出的主要影响因素,以及各个影响因素之间耦合作用对煤与瓦斯突出发生规律造成的影响。

压裂液返排率影响因素的实验研究

针对压裂液返排率较低的问题,利用无量纲分析方法,推导了与现场工况相对应的实验无量纲时间,开展了压裂液返排的三维模型实验,研究了驱替方向、地层压力、界面张力、压裂液黏度和支撑剂润湿性对返排率的影响规律。结果表明,驱替方向与重力方向相同时,压裂液的最终返排率最高;驱替方向与重力方向相反时,由于出现指进现象,导致最终返排率较低。因此,应通过调整压裂液性能尽量避免指进现象的出现。压裂液的最终返排率随地层压力的升高而降低,稳定的地层压力更有利于压裂液的返排,压裂施工后需利用合适直径的油嘴控制压裂液返排。压裂液的最终返排率随界面张力的下降而上升,但上升趋势逐渐变缓,随液体黏度的增加而降低。亲油性的支撑剂更有利于压裂液的返排。

近似熵及其在机械设备故障诊断中的应用

近似熵从衡量时间序列复杂性的角度提供了一种表征信号整体特征的无量纲指标 ,具有计算所需数据短、抗噪及抗野点能力强、对确定性信号和随机信号都适用等特点 .本文介绍了近似熵的概念、性质及其快速算法 ,并对某汽轮机组轴瓦松动维修前后不同状态下的振动信号进行了分析 ,结果表明 ,近似熵在表征信号的复杂性方面具有很强的能力 。

应用Péclet数解析山坡结构特征的水文效应

应用基于蓄量动力学方程推导出的水文相似因子——山坡Péclet数(简称Pe),研究了Pe在不同地貌条件山坡间的变化特征、影响因素及其表达的水文响应特性。结果显示,在和睦桥流域,山坡Pe值一般为200～2 000。分析发现,Pe与坡长厚度比(L/D)呈显著的线性相关关系(R2=0.94),关系线斜率为0.95,表明Pe在数值上决定于L/D,即山坡水文特征受山坡尺寸的影响较大。为了说明山坡形状的影响,选取了山坡水平、剖面曲率,分析了其与Pe值的相互关系。研究发现,发散型凸坡Pe值一般较大,有利于土壤水流的消退,对流运动是其主要的运动形式,而收敛型凹坡Pe值一般较小,不利于土壤水流的消退,水分运动中的扩散作用更强。这与理论分析结果一致,表明Pe数在分析山坡结构特征的水文效应方面有一定意义。

U型并联多通道中流量分配特性

高增益包层并联多通道流量分配特性直接影响其传热效率,在初始设计中,缺少简洁有效的设计方法。采用Fluent程序对U型布置并联多通道的流量分配特性进行数值模拟,通过敏感性分析,确定了影响流量分配特性的支管长度、支管横截面积、支管个数以及总管横截面积等重要参数,提出了预估流量分配特性的方法。分析表明,无量纲参数K_(fd)越低,流量分配越均匀;当K_(fd)低于0.03时,流量丧失比低于5%。

汽车散热器百叶窗翅片的多结构仿真与实验研究

为了提升某汽车散热器百叶窗式翅片的综合性能,针对其几何结构进行优化,在原翅片数据的基础上分别建立了常规翅片、带三角翼结构的翅片和带三角翼的多区域结构翅片等三种类型百叶窗翅片模型。采用实验和仿真相结合的研究方法,将数值模拟结果与汽车散热器风筒实验结果进行对比,发现两者结果吻合较好,验证了数值模拟的可行性。通过对翅片的流动和传热分析以及利用j/f^(1/3)无量纲因子对翅片综合性能的评定,发现三角翼结构和多区域结构均有利于提升翅片的综合性能,并且得出带三角翼的多区域结构翅片综合性能最优。

控导浅层急流的潜没式三角翼体特性研究

宽浅陡槽水流试验研究表明,浅层急流的阻力大、稳定性差。当陡槽(B/h<40,hk>1.04 m)末端水流呈"马鞍型"动量横向分布时,水流具有较强的稳定性;而当陡槽(B/h>40,hk<1.04 m)末端水流呈"椭圆型"动量横向分布时,就缺乏抗干扰能力,导致下游形成平面涡旋并挤压水跃。基于"介入式"方法,提出了采用潜没式三角翼体来调控浅层急流。利用三角翼对两翼底层水流产生的扰动产生两翼优势流,从而使水体能够抑制边界微小扰动的"多米诺骨牌"累加递增效应,提高了水流整体稳定性,改善了下游水流的衔接消能,效果良好。在此基础上,对三角翼体调控水流动量分布的机理进行了分析,探讨了三角翼体型设计原则及量纲一体型因子k的确定方法。

混凝土板在接触爆炸作用下的震塌和贯穿临界厚度计算方法

采用刚塑性模型描述介质的动力学行为,结合不可压缩条件和质量守恒条件及边界条件,构造塑性区的动力学许可速度场;利用极限平衡原理推导动力学许可速度场所对应的介质抗力的量纲一表达式;根据初始条件和边界条件,求解运动方程,分别得到爆炸震塌的临界厚度和爆炸贯穿的临界厚度,并推得能够反映爆炸源参数和材料参数综合性质的量纲一冲击因子。将推得的计算公式与经验公式对比分析,证明本文计算结果合理,推导的计算公式揭示了经验公式的物理本质,且具有较为广泛的适用范围。

水平联合荷载作用下长桩弹塑性解析计算研究

基于线弹性地基反力法和桩侧土体简化的弹塑性本构关系,给出了水平地基反力系数沿深度线性增加情形下水平受荷半无限长桩控制方程的基本解,推导了水平集中力和弯矩共同作用时桩身最大挠度、最大转角和最大弯矩与荷载关系的无量纲解析表达式,并给出了高桩这一特殊工况桩头最大挠度的计算式。计算表明,最大挠度、最大转角和最大弯矩与荷载的关系具有非线性、非对称性,故采用常规线性叠加法进行联合荷载作用下的计算将偏于不安全。同时对复杂的解析解进行了简化拟合,拟合式计算精度较高,借助计算器即可进行相关计算,大大方便了工程的计算应用。通过与相关文献中结果的计算对比表明本文方法可较有效地进行水平受荷桩的计算分析。

Experimental and Theoretical Studies on Desulfurization Efficiency of Dual-alkali FGD System in a RST Scrubber

The effects of operating parameters on desulfurization efficiency of a dual-alkali FGD process in a rotating-stream-tray(RST)scrubber are investigated.A dimensionless factor,ε,is proposed in this study to predict desulfurization efficiency of this dual-alkali FGD system.ε represents the desulfurization ability of a dual alkali FGD system,determined by five main operating parameters such as sodium ion concentration,ratio of absorbent flow rate to flue gas flow rate,pH value of absorbent solution,ratio of sulfate ion to total sulfur ion in absorbent solution,and sulfur dioxide concentration of inlet flue gas.The empirical expression for predicting desulfurization efficiency at different temperatures is obtained through the experimental study and theoretical calculation.It provides useful guide for engineering design.

静态条件下填料密封可靠性的理论分析

探讨了填料密封在静态条件下泄漏途径及影响参数,借助弹塑力学理论对密封填料的力学性能进行了理论分析。确立了密封填料的侧向压力和周向压力之间的关系以及填料单元密封可靠性的无量纲准数,推导出判断密封可靠性的理论判据。当密封填料的侧向压力或周向压力小于密封介质的压力时,密封失效;只有当密封填料的侧向压力和周向压力大于密封介质的压力时才能实现密封。

底板突水影响因素评价新方法——无量纲信息融合法

为解决煤层底板突水影响因素影响程度的定量评价问题,在多源信息复合的基础上,提出评价突水影响因素影响程度的新方法——无量纲信息融合法。以南屯煤矿为例,在详细分析矿区水文地质资料的基础上,评价了底板突水影响因素,并进行了下组煤开采突水危险性分区评价;应用无量纲信息融合法,对影响因素给出了定量评价,确定了其影响程度。评价结果,为矿区下组煤开采底板突水评价提供有力依据,并对其他各矿区底板突水评价具有重要的指导意义。

基于持续竞争优势的企业转型因子识别模型

企业发展对我国经济水平的提高有着至关重要的作用,而企业转型是企业获得迅速发展的重要途径。提出转型因子的概念,以竞争优势分析为基础,运用AHP法和鱼刺图,利用竞争优势评价指标体系构建因子双层识别模型,提出提取转型因子的方法。该方法是确定企业适合何种转型方案的关键,对于企业转型分析具有重要意义。

黄河中下游推移质泥沙输移特性研究

利用量纲分析原理讨论了黄河中下游河道各种水力要素及边界条件对推移质输沙率的影响,建立了反映河床形态因子的综合无量纲水流强度指标,同时分析了各水流强度指标与推移质泥沙输移强度的相关关系。结果表明:无量纲综合水流切应力指标和无量纲综合水流功率指标均与推移质泥沙输移强度有较好的相关性;在水流强度很低、无量纲水流功率综合指标W*2<600时,水流功率综合指标与推移质输移强度的关联度有一定的波动性;随着水流强度增大,无量纲水流功率综合指标600<W*2<7 000时,水流功率综合指标与推移质输移强度有着较好的关联度。

岩石断裂韧度CCNSCB方法渐进破坏机制与无量纲应力强度因子宽范围标定

国际岩石力学学会建议了4种岩石I型断裂韧度(K_IC)测试方法。将建议方法的人字形切槽巴西圆盘试样与直切槽半圆盘试样结合,可以得到具有诸多优点的人字形切槽半圆盘(CCNSCB)三点弯曲试样。近年来,CCNSCB方法受到许多关注,然而,其渐进破坏过程却尚未进行有效的评估。为此,对其进行了数值研究,其内容包括:进行细观损伤力学模拟,直观展现CCNSCB试样渐进断裂过程;考虑不同支撑跨距与直径之比(b)的影响,发现b愈大,愈加符合测试原理,建议b取0.8;采用有限元子模型技术对CCNSCB方法(b=0.8)中计算KIC的关键参数-临界无量纲应力强度因子(*Y_min)进行了宽范围标定,可供相关研究直接查取;细观损伤力学模拟峰值力对应的临界裂纹与有限元标定*Y_min对应的临界裂纹较为一致,证明CCNSCB方法测试原理的合理性,以及数值模拟与*Y_min标定结果的有效性。

Nd:YVO_4与Nd:YAG主动调Q脉冲参数模拟

利用调Q速率方程,确定了最优输出耦合反射率,最大脉冲能量,最大峰值功率和脉冲宽度与无量纲变量z的关系,并分析了谐振腔往返损耗、谐振腔增益和反转衰减因子分别对Nd:YVO4与Nd:YAG调Q脉冲参数的影响。结果表明:最优输出耦合反射率和脉冲宽度随谐振腔往返损耗的增大而减小,最大脉冲能量和最大峰值功率受反转衰减因子的影响很大,并随反转衰减因子的增大而减小。通过确定z值可以将调Q脉冲参数具体化。

CCNBD断裂韧度试样的SIF新公式和在尺度律分析中的应用

根据国际岩石力学学会于1995年推荐的一种测试岩石断裂韧度的新型试样-人字形切槽巴西圆盘试样,对其断裂韧度计算公式中的关键参数即无量纲应力强度因子(SIF)提出了一个改进的计算公式。采用分片合成方法结合有限元法对CCNBD试样的应力强度因子进行了宽范围标定,结果以表格的形式给出;并采用数据线性回归的方法,将标定结果以一个指数函数的形式给出。结果表明,与标定值相比,无量纲应力强度因子新公式的误差较小,并且囊括了CCNBD试样的较宽范围的尺寸,且查表使用方便,也为理论分析提供了条件。在此基础上,对岩石断裂韧度测试的尺度律进行了更进一步的探索,结果表明,利用新公式进行的尺度律分析是有效的。

岩石断裂韧度试样CCNBD临界应力强度因子的全新数值标定

国际岩石力学学会(ISRM)提出的用人字型切槽巴西圆盘(Cracked Chevron Notched Brazilian Disc—CCNBD)测试岩石I型断裂韧度所必需的量纲为一的临界应力强度因子Y*min的精度需要进一步改进。本文对CCNBD试样的Y*min进行了系统的重新标定,CCNBD的几何参数有效范围为0.44≤αB≤1.04、0≤α0≤0.69、0.4≤α1≤0.8。采用有限单元法对CCNBD做三维数值分析,得到了435种CCNBD试样的Y*min值标定结果;在此基础上全面修正了CCNBD试样Y*min计算公式中u和v的取值表;给出了不用查表直接确定CCNBD试样Y*min值的近似表达式,该表达式计算结果与标定结果的相对误差绝对值在1.87%以内。对于ISRM建议的CCNBD标准试样的Y*min值:ISRM标定值0.84比本文结果0.957小12.2%;分片合成法标定值0.947比本文结果小1.0%;子模型法标定值0.943比本文结果小1.5%。本文特别强调了任何CCNBD试样Y*min的取值必须在它对应的上限和下限所限定的范围内,这一要求对判断Y*min标定值是否合理是很重要的。