Review of mass-flow hopper design with respect to stress fields and surcharge loads

Current procedures for mass-flow hopper design are based on the radial stress theory developed byJenike and involve the determination of the critical outlet dimensions for flow to be initiated. These procedures ignore the surcharge loads on the hopper and involve a study of the passive or arched stress field that exists under flow conditions. An alternative approach as applied to hopper wall load analysis is to employ the horizontal slice method. The arched stress field and horizontal slice methods of analysis are compared. The influence of surcharge loads in the determination of hopper geometry is investigated.

隧道火灾相向射流排烟系统烟气质量流率比例系数

为探究隧道相向射流排烟系统中火灾发生时烟气的流动特性,通过FDS数值模拟研究隧道内不同上、下游风速工况下的上、下游烟气质量流率变化。基于等效风速、理论分析和数值模拟结果得到上、下游风速与烟气质量流率比例系数的关系式。结果表明:当等效风速小于临界风速时,上、下游烟气质量流率比值和烟气质量流率比例系数随等效风速增加而减小,并且等效风速与上、下游烟气质量流率比值存在线性关系;当等效风速大于临界风速时,上、下游烟气质量流率比值和烟气质量流率比例系数为0。

基于调整局部滤袋渗透率的袋式除尘器流量分配方法

矿山开采、矿石破碎等过程产生大量粉尘,袋式除尘器是去除含尘气流中颗粒物的有效设备。袋式除尘器在运行中存在滤袋过滤风量分配不均问题,现有增加导流板的方式增加了结构的复杂性。为解决中箱体下进风袋式除尘器滤袋质量流量分配不均的问题,提出一种基于调整部分滤袋渗透率的滤袋质量流量均匀分配方法。首先,选择Realizable k-ε双方程模型进行模型袋式除尘器流场的数值模拟,通过数值模拟结果与模型实验的结果对比验证了模拟方法的正确性;然后建立安装160条滤袋的中箱体下进风除尘器几何模型,利用数值模拟方法分析了0.5~1.2 m/min过滤风速下除尘器内流场特征、滤袋的质量流量分配规律和均匀性;最后以1 m/min过滤风速下滤袋质量流量分配不均问题为例,设计了减小质量流量大的出口侧滤袋渗透率的方法;并根据达西公式和滤料阻力计算公式,给出了渗透率与滤料厚度、纤维直径和填充率之间的关系。结果表明:本研究模型下,过滤风速增高会使滤袋质量流量分配更不均匀,除尘器出口侧滤袋的质量流量逐渐增大;将流量偏大区域的8~10列滤袋的渗透率由2.0×10^(−11) m^(2)减小到1.7×10^(−11) m^(2),可使滤袋质量流量分布均方根偏差由0.158降低到0.099,且除尘器初始阻力的增长仅为6.1%,方法具有可行性。在滤料制作过程中可进行滤料渗透率的调整,故通过调整局部滤袋渗透率使滤袋质量流量分布均匀的方法可行。

高压氢气欠膨胀射流数值模拟研究

为探究高压氢气欠膨胀射流的特性和规律,采用数值模拟的方法,研究20~70 MPa泄漏压力下,出口直径为1 mm的氢气射流,对流场结构和泄漏流量进行分析。研究结果表明:近场区域存在复杂的激波结构,包含中心的核心区和四周的混合层;而在远场区域,高压氢气欠膨胀射流具有和亚音速射流相同的自相似特性,远场的起始位置与射流的有效直径成正比;数值模拟得到不同压力下高压氢气泄漏的质量流量,通过与理论计算结果比较,得到不同压力比下的流量系数变化情况。研究结果可为高压氢气储运装置应急状态下的防护区域划分和事故原因调查等提供参考。

单气泡气液传质系数测量实验系统开发

传递过程原理是化学工程与工艺专业的核心课程之一,其中质量传递相关知识是该课程的重点和难点,而理论和实践相结合的方法是提升课堂教学效果的可行途径。设计并开发了一套基于方腔流的单气泡气液传质系数测量实验系统。将质量传递的基础理论知识和计算机图像识别技术充分结合,探索气液传质过程的影响因素。实验结果表明,增大循环体积流量和提高温度均有利于气液传质。该实验可作为传递过程原理课程理论学习的有益补充,培养学生对化工过程典型现象的科学思考和分析能力。

喷嘴结构内流场数值模拟研究

提升雾化喷嘴出口流量可以提高液体出口速度,从而获得更细小的雾滴,增强雾化效果.为了抑制空化效应,获得更大的出口流量,本文通过建立喷嘴内流场的数值模型,对内流场速度、液相体积分数以及湍动能分布等流场信息进行分析.针对空化的产生机理,提出多种改进喷嘴结构的方案:减小喷嘴长度、增加喷嘴倒角和降低壁面粗糙度,有效降低了空化效应,显著增大了喷嘴的出口流量,改善了雾化效果,为喷嘴结构的优化提供了参考.

GZMB在乳腺癌和乳腺良性肿物患者中的表达及与T淋巴细胞水平的关系研究

目的:探讨颗粒酶B(granzyme B,GZMB)在乳腺癌和乳腺良性肿物患者中的表达及与T淋巴细胞水平的关系。方法:选取2022年1月至2023年8月南阳市第一人民医院收治的乳腺癌患者63例为观察组,根据肿瘤分期分为T_(1)N_(0)M_(0)组、T_(2)N_(0)M_(0)组、T_(2)N_(1)M_(0)组、T_(3)N_(0)M_(0)组及T_(3)N_(1)M_(0)组;选择同期治疗的乳腺良性肿物患者9例为对照组;采用流式细胞仪测定各组GZMB及T淋巴细胞水平;对乳腺癌患者GZMB与T淋巴细胞参数完成相关性分析。结果:观察组乳腺癌患者GZMB水平高于对照组(P<0.05);CD_(3)^(+)、CD_(4)^(+)及CD_(4)^(+)/CD_(8)^(+)水平低于对照组(P<0.05);乳腺癌不同分期下CD_(8)^(+)水平无统计差异(P>0.05);乳腺癌患者中T_(3)N_(1)M_(0)组GZMB水平高于其余4组(P<0.05),CD_(3)^(+)、CD_(4)^(+)及CD_(4)^(+)/CD_(8)^(+)水平低于其余4组(P<0.05);乳腺癌患者分期越高,GZMB水平越高,CD_(3)^(+)、CD_(4)^(+)及CD_(4)^(+)/CD_(8)^(+)水平越低;Pearson相关性结果表明,乳腺癌患者GZMB水平与CD_(3)^(+)、CD_(4)^(+)及CD_(4)^(+)/CD_(8)^(+)水平呈负相关(P<0.05)。结论:GZMB在乳腺癌患者中呈高表达,其表达水平在不同分期中存在差异,且与T淋巴细胞水平存在相关性,可指导临床诊疗。

流动空间权力关系的建构与现实转换——对卡斯特传播权力理论的历史唯物主义考察

随着全球信息技术的革新,卡斯特将具有虚拟性、开放性、全球化等特征的流动空间设定为网络社会特有的空间形式,并以此为前提对流动空间中权力关系的建构及其现实转换进行了系统性的考察。在现实的推动下,卡斯特认为流动空间中的权力关系存在着权力主体从精英转向大众、权力载体从网络公共空间走向城市公共空间、权力变革目标从政治改革通向社会变革的可能性。这种现实转换发生的条件首先在于作为流动空间权力关系新载体的大众自传播的兴起,另一个更为基础的条件则是处于被权力压制的大众通过对恐惧情绪的克服推动了网络社会运动向前发展,并且具有重建公共空间的潜力。卡斯特以流动空间中的权力关系为研究对象所建构起来的具有历史唯物主义特质的理论构想,为数字时代的政治改革、社会变革、人的自由解放以及国际新秩序的构建等重大现实议题注入了思想活力。

基于电导率质量平衡法的基流分割方法研究

本研究通过综合运用电导率质量平衡法(CMB)、数字滤波法、ECK滤波法、HYSEP法以及BFI法对科罗拉多河流域的典型水文站点进行基流分割计算,并根据电导率质量平衡法的结果对其他的基流分割方法进行参数修正。结果表明:(1)以CMB法为标准,ECK滤波法和数字滤波法的结果比HYSEP法以及BFI法更为准确;(2)根据CMB法对其他方法进行参数修正,2个水文站修正后结果准确性分别提高了5%~40%和10%~50%;(3)综合评定最适合科罗拉多河流域的基流分割方法是经过CMB法参数修正后的ECK滤波法,2个水文站经过修正后的ECK法相较于CMB法结果的误差百分比分别为1.836%和2.506%。

质量比对D形截面柱体流致振动的影响

利用涡激振动进行海流能收集的VIVACE装置是新能源领域的研究热点.应用FLUENT软件采用k-ωSST湍流模型和Newmark-β法,通过数值模拟探究了四个质量比(2,5,7和10)在迎流角90°下D形截面柱体的流致振动响应,系统分析了D形截面柱体在横流向上的振动幅值、频率、平衡位置偏移量、尾涡脱落模式以及能量转化效率.所模拟的雷诺数范围为288~2880,对应的约化速度为2~20.结果表明,质量比对D形截面柱体流致振动的影响明显,质量比会改变D形截面柱体流致振动的响应分支.质量比越大,D形截面柱体进入驰振对应的约化速度越低;质量比增大,D形截面柱体平衡位置偏移量相对减小.随着约化速度的增大,D形截面柱体出现了涡激振动、涡激振动-驰振及完全驰振等响应分支.在所模拟的范围内,D形截面柱体高能量转化效率出现在涡激振动分支,而不是在驰振分支;在质量比为10且约化速度为4.5时,一级能量转化效率达到最大值44%.相关研究可为VIVACE装置的振子选型提供参考.

基于可调文氏管的液氧流量闭环控制特性研究

针对液氧供应系统流量精准控制困难的问题,开发了一套流量闭环控制系统并应用于液氧供应系统中。为实现系统按预设目标流量进行输出,进行了四类试验:无控制试验、流量闭环控制试验、PID参数影响试验与流量阶跃调节试验,研究了贮箱压力、液氧温度、针锥位置、调节范围与PID参数等因素对液氧流量闭环控制特性的影响。结果表明,通过反馈实时测得的液氧质量流量,流量闭环控制系统控制可调文氏管节流面积变化,实现了液氧流量±1%的精准控制,解决了由于系统压力波动及液氧温度变化等原因导致的液氧流量供应不稳定的问题,并实现了液氧在5∶1流量变比内的精准阶跃调节。

聚乙烯相对分子质量及其分布快速评价方法研究

以国内外采用不同工艺和催化剂生产的17种聚乙烯的测试结果为基础,通过理论推导与模型拟合相结合,建立了以熔体流动速率快速计算相对分子质量及其分布的方法,并由此计算出数均分子量。经验证,该方法准确性较好,可弥补凝胶渗透色谱法的不足,有利于装置生产过程中准确控制产品质量和提高新产品开发效率。

ITER气体注入系统注入管线和气体流量控制阀特性研究

为验证国际热核聚变实验堆计划(ITER)的气体注入系统(GIS)的设计是否能够满足装置运行的要求,以及为优化气体注入系统的气体加料控制模式提供直接而可靠的数据支撑。该研究在基于ITER GIS最终设计阶段提供的设计方案的基础上,在模拟实验平台上进行实验研究,该研究涉及燃料气体H2、D2以及杂质气体Ne、Ar、N2及其混合气体的注入特性,包括其供气压力、注入管线结构对响应时间的影响。实验结论证明,气体注入系统的设计可以满足ITER装置的运行要求,且实验数据为ITER装置的气体控制模式,尤其是实现杂质气体快速、精确的控制,从而保障ITER装置安全运行,提供有力的技术支持。

基于DEM-FEM耦合模型的质量流量对喷丸强化效果的影响

目的提出一种将有限元(FEM)与离散元(DEM)相耦合的新方法,即通过定义关键字的方式在ABAQUS软件内实现DEM-FEM耦合功能,并应用此方法建立喷丸强化模型。方法将弹丸视为等直径刚体,利用刚体动力学模拟弹丸-弹丸和弹丸-靶材之间相互作用以及整个弹丸流。通过建立的DEM-FEM耦合喷丸强化模型研究质量流量对残余应力场和表面粗糙度的影响。结果质量流量对喷丸强化效果有显著影响,最大残余应力随质量流量的增加而减小,由2 kg/min时的–596.77 MPa下降到6 kg/min时的–581.91 MPa;表面残余应力随质量流量的增加先增大后减小,由2 kg/min时的–420.86 MPa增大到4 kg/min时的472.06 MPa,随后减小到6 kg/min时的–450.50 MPa;表面粗糙度Ra随质量流量的增加减小,由2 kg/min时的11.21μm减小到6 kg/min时的9.82μm。设计了喷丸强化实验,对质量流量2 kg/min的结果进行了验证。结论实测值与模拟值吻合较好,所建立的模型可以准确反映实际喷丸强化过程。质量流量对喷丸强化效果具有显著影响。

大客流场景下地铁电扶梯故障的乘客疏散

地铁车站客流量大、疏散路线复杂、地下空间有限,一旦发生突发事件而乘客未得到及时疏导,易造成人员恐慌,引发严重安全事故和财产损失.因此,基于安全疏散的地铁车站客流调控,对确保乘客安全出行,维持地铁系统运营具有重要作用.基于社会力模型,以深圳地铁1号线车公庙站为例,运用仿真软件AnyLogic建立地铁车站大客流场景下的疏散模型,从微观角度模拟分析了叠加电扶梯故障突发事件对客流疏散的影响,对比实际调查的高峰期站台容纳量数据,突出大客流场景研究的重要性.通过仿真实验证明突发事件发生时平均分配疏散客流措施效果更佳,将原目的地为拥挤处电扶梯的乘客引导至其他电扶梯虽然会造成部分乘客走行距离的增加,但疏散速率会提升,高峰时期能够提升46.51%,大客流场景下能够提升93.26%.在大客流疏散背景下,叠加不同位置的电扶梯故障假设情景,分类讨论具体的客流平均分配方案,通过仿真实验定量确定各情景下的最佳客流分配方案,为地铁运营部门制定疏散预案提供参考.

超临界二氧化碳破口喷放特性数值分析

超临界二氧化碳布雷顿循环系统在发生小破口事故时破口位置处因系统内外压差出现的复杂喷放现象尚未研究清楚。为探究不同上游滞止参数与管道长径比对喷放特性的影响,本文采用数值模拟方法开展三维压力容器小破口喷放现象研究。研究结果表明:上游滞止压力升高或滞止温度降低引起质量流量增加,长径比增加时质量流量减少。上游滞止参数对流量的影响机理主要是参数变化引起密度发生较大改变从而影响喷放质量流量,管道长径比对流量的影响主要因为直径的变化。滞止压力升高时3组工况流量增加值相差5.3%,滞止温度降低时3组工况流量增加值相差90.7%,相比于压力对喷放流量的影响,温度对流量增加速率影响更为显著。

亚毫米气泡和常规尺寸气泡气液两相流流动与传质特性对比

通过实验和数值模拟系统研究了亚毫米气泡鼓泡塔与常规鼓泡塔在流动和传质特性上的区别,并建立了适用于亚毫米气泡气液两相流流动和传质过程的数值模拟方法。研究结果表明,相比常规鼓泡塔,相同操作条件下亚毫米气泡鼓泡塔的气泡尺寸分布更窄,平均尺寸降至前者3%左右,气含率提高2倍以上,比表面积提高2个数量级。另外亚毫米气泡气液两相流中气液径向分布更均匀,轴向返混程度更小。亚毫米气泡鼓泡塔的相界面积是强化传质的关键控制因素,其液相传质系数虽低于常规鼓泡塔,但依靠巨大的相界面积,其体积传质系数是常规鼓泡塔的10倍左右。针对大规模鼓泡塔反应器的模拟结果也表明,亚毫米气泡可使反应器达到更均匀的气含率分布,受初始气液分布的影响小。

跨音速流动中涡轮动叶叶顶的气膜冷却特性分析

为了掌握跨音速流动中涡轮动叶叶顶气膜冷却特性,采用压敏漆测试技术来研究叶顶间隙高度和质量流量比对叶顶气膜冷却特性的影响规律。研究结果表明:在小质量流量比条件下,增加叶顶间隙高度能够有效改善叶顶中弦区域的气膜覆盖,然而当质量流量较大时,叶顶间隙高度变化对叶顶中弦区域的气膜冷却效率分布影响并不明显;在小叶顶间隙高度条件下,随着质量流量比增加,叶顶中弦区域冷气覆盖效果逐渐变差,在大叶顶间隙高度条件下,仅当质量流量比从0.1%+0.05%增加到0.14%+0.07%时,叶顶中弦区域的冷气覆盖效果才有所改善。

高压含水气井两相流态节流判断与控制方法

井筒气水两相管流节流前后动态特性分析与控制,对保障致密气等高压含水气井高效稳定安全开采和水合物防治具有重要意义。考虑等熵绝热、等压热容、等容热容、不同井深节流能量等因素,推导气水两相流体流经喷嘴的能量、动能和温度动态变化等热力学微分方程组,建立高压含水气井两相节流能量、节流系统热量、节流物质平衡和流体质量流量变化等井下节流场数学模型,提出一种气水两相井筒节流前后动态特性分析与控制方法,为优化井下节流器及其节流喷嘴的结构参数和保障气井流动安全提供理论依据。最后依据数值模拟手段及其判断结果,以鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块为例进行验证,以揭示高压含水气井喷嘴尺寸和深度、含水率、节流前压力和温度对节流前后动态特性的影响规律。结果表明:高压含水气井气水两相流体质量流量先是随节流压力比减小而呈指数级增大,并在压力比降至0.55阈值附近时达到最大值,增大喷嘴下入深度和含水率、同时降低节流前压力和温度,可提高节流后温度,有利于抑制水合物生成;且节流过程临界质量流量受喷嘴内径的影响最大,含水率和节流前压力次之,而节流前温度和喷嘴深度的影响最小,且增加含水率会提高临界质量流量,但产气量也随之下降;大宁–吉县区块现场工程实例分析表明,井下节流喷嘴内径由3.0 mm扩至5.0 mm和节流前压力由14 MPa增至18 MPa时,气水两相流体的临界质量流量提升幅度分别为179.3%和27.8%,而利用地层温度等将节流前温度由313 K升至333 K时,节流过程临界质量流量反而小幅下降且下降幅度仅为5.15%,为此,增大喷嘴内径及其下入深度和节流前压力同时降低节流前温度,有利于提高气水两相流体节流过程中临界质量流量,并提升高压含水气井的产气量。

小型堆中窄矩形通道自然循环临界热流密度实验研究

针对窄矩形通道在换热过程中有较高功率密度的问题,本文为了解决在小型反应堆中的应用,采用所搭建的小型窄矩形自然循环通道,进行实验研究,并结合BP神经网络方法对实验数据进行预测,分析在不同参数工况下临界热流密度随不同参数的变化情况以及不同参数对临界热流密度的影响程度。研究结果表明:质量流量与系统压力对临界热流密度点的影响呈现正相关;出口干度对临界热流密度呈现负相关;且质量流量对临界热流密度的影响程度最大;压力对临界热流密度的影响程度最小。利用相关实验数据,基于影响因素大小,通过BP神经网络方式,建立了适合于自然循环窄通道小堆的模型。BP神经网络算法的预测值与实验值符合良好,误差为10%;Katto模型与实验数据相比误差较大,Zhang公式和拟合公式的误差较小,所建立的临界热流密度模型可作为窄矩形通道自然循环临界热流密度的计算公式。