电学计量中的量子标准与自然常数

介绍了库仑定律和安培定律在电学单位制中发挥的作用,依据机械功率与电功率等效的原理,选择电流单位安培(A)作为基本物理单位,并介绍了实用单位制和电学实物计量标准。阐述了三种电学计量的量子标准原理和溯源到自然常数的途径,分析了真空磁导率在安培定律公式中发挥的作用,探讨了电学量子三角形与欧姆定律兼容的问题。指出基本电荷量常数不是简单地从约瑟夫森常数K_(J-90)和冯·克里青常数R_(H-90)推导而来,而是由精细结构常数公式计算出来的,能量守恒原理是单位制中的第一性原理,是力学和电学计量单位的纽带。提出量子点之间的位移电流对单电子隧道泵有一定的影响,真空磁导率不再是理想的常数,真空磁导率的变化将成为后来理论界研究的重点。

抽油机井恒功率变频控制系统研究

抽油机作为陆上油田最重要的机械采油装备之一,近年来已发展出一系列的变频节能技术,但其研究主要集中在硬件方面,缺乏相关基础理论,导致现场应用普适性差,应用效果参差不齐。为此,研究有杆泵变频测控机理,优选了主要部件,对测试数据提出了要求,形成了有杆泵抽油变频控制系统。构建BP神经网络系统对正常井和漏失、柱塞碰泵、气体影响等异常井进行识别,分类提出变频计算模型:考虑负扭矩和抽油机冲次界限等建立了正常井恒功率变频计算模型,实例对比分析了变频后抽油机速度、加速度变化规律,产液量一定时,负功功率和有功功率分别下降了65%和44%。建立了上行程漏失的异常井变频计算模型,针对性地提高上行程冲次,形成“上快下慢”运行模式。实例计算表明:该系统缩短上行程时间2.6 s,较好地解决有杆泵上行程漏失和变频节能的问题。研究成果可为抽油机变频技术提供理论支持,对油田节能和提产具有指导意义。

高压油泵阻尼孔对燃油系统压力特性的影响研究

为实现更高的热效率和更优的排放,柴油机的喷射压力不断提高。阻尼孔作为高压油泵等压出油阀的关键结构,对燃油系统的压力特性有重要影响。本文研究了阻尼孔大小对喷油器的喷射特性以及高压油管压力波动特性的影响,结果表明:随着阻尼孔由0.1 mm增大至2.0 mm,喷油器喷油持续期相对缩短,循环喷油量减小,这是不同阻尼孔对应的高压油管残余压力大小不同,以及不同阻尼孔大小对系统压力调节的速度不同的结果;此外,阻尼孔较小(0.1 mm)时,燃油系统存在二次喷射现象,而阻尼孔过大(3 mm)时,系统内还会存在零压区,即存在穴蚀的风险;对高压油管残余压力的频谱分析发现,阻尼孔较小时,高压油管内压力脉动与出油阀的运动存在较强的相关性,而阻尼孔较大时,压力脉动与回油阀的运动相关,即供油系统中多种阀件的运动是高压油管压力脉动的主要原因。

基于热泵的大豆低温干燥储存系统设计

目的针对环境温湿度变化以及大豆种子呼吸作用在储存室内引起的结顶、结块现象,造成储存过程中出现霉变或发芽等问题,基于热泵系统为大豆育种样本设计一套低温干燥储存系统。方法通过数学模型计算各部件负荷,利用CFD模拟仿真技术选择合适的气流组织形式,然后对设计的系统送风温湿度稳定性、储存室内送风均匀性以及温度均匀性进行试验分析。结果基于单侧送风+对侧回风气流组织设计的系统,在工作过程中,送风温度波动范围为±1℃,相对湿度波动范围为±4%,室内最大温度偏差为1.8℃,室内送风速度小于2 m/s。结论基于合理的选型设计计算以及送风组织布置,结合育种样本长期储存的环境需求,设计了能够提供理想环境的控制系统,均匀的温度场以及气流分布在确保了样本储存质量的同时,有效降低了人工倒仓成本。这一设计能够为育种研究提供可靠的技术支持,对推动农业发展产生积极影响。

恒流径向柱塞泵输出特性分析与试验

基于特种装备车辆转向系统恒流量需求的背景,以优化某型恒流量径向柱塞泵输出动特性为目的,进行了恒流量机理解析及流量脉动分析优化。针对流量输出特性搭建了数学及仿真模型,并对比仿真、试验结果,以验证原理、模型的有效性。并以恒流量值、恒流量临界转速为约束条件,对流量脉动率进行了优化分析研究。结果表明:可通过该型结构实现柱塞泵恒流量功能;在输入转速大于恒流量临界转速后,随转速升高,平均流量将趋于稳定,而流量脉动将随转速升高而升高;通过优化柱塞直径、偏心距和节流口开口量,可有效降低流量脉动率5%以上。

基于TRNSYS太阳能地源热泵供暖系统仿真研究

利用DEST建筑能耗模拟软件,对张家口市某建筑进行全年逐时热负荷模拟,利用太阳能和地热能两种可再生能源作为供暖热源,以TRNSYS建立太阳能地源热泵系统仿真模型,在供暖期采用定流量和变流量两种不同的系统运行方式进行模拟分析,分析结果表明,两种供暖系统COP分别为3.74和4.29。采用定流量方式运行时,循环水泵总能耗为9610.87kW/h,热泵机组总能耗为26122.69kW/h,系统总能耗为35733.56kW/h。负荷侧采取变流量方式运行时循环水泵总能耗为6229.89kW/h,热泵机组总能耗为24961.36kW/h,系统总能耗为31191.25kW/h。根据结果可看出,相对于定流量运行,用户侧变流量运行下系统COP提高14.7%,系统总能耗减少14.56%。负荷侧变流量运行下太阳能地源热泵系统整体性能更优。

基于恒热流法和恒温法的岩土热物性试验分析研究

目前岩土热物性测试仪采用的方法包括两种:恒热流法和恒温法,通过介绍两种测试方法的区别及模型算法,以北京市某公建项目岩土热物性测试结果为基准,利用TRNSYS软件分别模拟了恒热流法和恒温法的测试工况,针对模拟结果展开分析研究。经对比,试验时间至48 h时,两种测试方法利用软件模拟出的延米换热量与现场测试结果的误差在10%以内,表明若已知项目周边的地层热物性参数如地层的导热系数、热扩散率等,可将软件模拟结果作为前期地埋管系统设计的依据,并作为后续热物性勘察结果验证的参考数据。此外,根据模拟结果,由于夏季地埋管流体在设计工况下与土壤的温差值较大,为了使流体尽快达到设计工况点,恒温法测试时应选用较大的功率,否则48 h内的测试值结果与实际值偏差较大。

基于改进人工电场算法的泵站优化调度

针对我国大型泵站运行效率不高、耗能大的问题,考虑电机和变频器的损耗,结合分时电价,建立泵站日运行电价最小的优化模型,采用人工电场算法(AEFA)求解。针对原始引力常数的计算方法会导致算法早熟和易陷入局部最优的问题,引入混沌映射进行改进。以山西省万家寨三级泵站为例计算求解,结果表明:与实际运行方案相比,人工电场算法优化方案节能率为5.7%~11.3%,改进后的人工电场算法优化方案节能率为9.9%~28.4%。算法改进后在计算精度、稳定性、计算时长方面都表现较好。

电液伺服控制柱塞泵转速干扰及控制策略研究

为克服电机转速对电液伺服控制变量轴向柱塞泵输出特性产生的干扰问题,建立电液伺服控制轴向柱塞泵系统的Simulink-AMESim仿真模型,以恒流量为评价指标研究电机转速干扰条件下电液伺服控制变量柱塞泵恒流量控制的输出特性,分别利用传统PID及模糊自适应PID控制策略对电液伺服控制变量柱塞泵进行抗干扰控制,获得不同类型干扰情况下电液伺服控制变量泵系统的输出特性曲线。仿真结果表明:恒流量控制下,电液伺服控制变量柱塞泵的流量波动为3.80 L/min,当电机转速分别存在正弦波、方波及三角波脉冲扰动工况时,流量波动分别上升至9.34 L/min、9.59 L/min、4.52 L/min。分别利用PID及模糊自适应PID对电液伺服控制变量柱塞泵进行抗干扰控制,流量波动分别降低了3.41 L/min和5.90 L/min。

模糊自适应PID在LNG潜液泵恒压控制中的应用

在LNG介质温度、密度、储罐压力、液位等不断变化时,固定的PID参数不能适应工况变化,较大的比例系数和较小的积分时间会造成压力超调、振荡等问题,反之又会造成响应慢和余差,常规PID控制无法满足现场工况的不断变化,LNG潜液泵恒压控制不稳,造成管线超压安全阀起跳、LNG加液机报“压力传感器异常”故障,无法加液,并由此带来一系列其它问题,将模糊自适应PID控制算法应用于LNG潜液泵压力控制,获得了满意的控制效果。

多水源地长距离供水工程恒定流水力仿真研究

本文基于压力管道水力学基本理论,针对长距离多泵站、多水源地供水联合运行问题,建立供水工程管网系统恒定流水力仿真模型,分别求解日常运行、常规检修与应急抢险等不同工况下管网系统中各点的压力与流量变化情况,从而检验系统的运行情况。结果表明,各工况下该供水系统压力极值都符合管道的承压标准,具备安全过流条件,可为类似供水工程的运行提供一定的参考作用。

基于AMESim和Simulink联合仿真的定量泵-变量马达系统转速控制研究

本文使用了AMESim和Simulink软件构建了定量泵-变量马达系统仿真模型,用于定量泵-变量马达系统的分析,并采用Simulink为主的联合仿真方法。进行了PID和模糊PID两种控制策略的比较研究。结果表明,与传统PID控制相比,模糊PID控制策略在系统响应时间和稳定性方面表现更出色,尤其在恒转速控制方面表现更佳。

医院恒压供水系统的设计与应用

针对医院院内对供水水压稳定度的要求,基于PID电气控制原理,结合PLC及变频器,设计了医院恒压供水系统。首先,根据医院对于水压的要求选择供水水泵(三相异步电动机)。然后,根据水泵电机功率选择变频器。最后,设计电气主电路、控制系统运用PLC的PID控制功能实现恒压供水。实际测试表明,与传统供水系统相比,设计的恒压供水系统供水水压更稳定且耗能更低,能实现医院对恒压供水供给的要求。

Spin pumping at the Co_2 FeAl_(0.5)Si_(0.5)/Pt interface

Spin pumping at the Co2FeAl0.5Si0.5/Pt and Pt/Co2FeAl0.5Si0.5 interfaces has been studied by ferromagnetic resonance technology(FMR). The spin mixing conductance of the Co2FeAl0.5Si0.5/Pt and Pt/Co2FeAl0.5Si0.5 interfaces was determined to be 3.7×1019m 2and 2.1×1019m 2 by comparing the Gilbert damping in a Co2FeAl0.5Si0.5single film, Co2FeAl0.5Si0.5/Pt bilayer film and a Pt/Co2FeAl0.5Si0.5/Pt trilayer film. Spin pumping is more efficient in the Co2FeAl0.5Si0.5/Pt bilayer film than in permalloy/Pt bilayer film.

叶片包角对恒扬程泵性能的影响

为了研究叶片包角对恒扬程泵性能的影响规律,设计了6种不同包角叶片的叶轮,基于雷诺时均N-S方程、RNG k-ε湍流模型进行了定常数值计算,并对计算结果进行了实验验证.结果表明,在切断流量之前泵的扬程随包角的增大而减小,0°包角时泵的扬程最大,15°、30°、45°包角时泵的扬程基本相等,60°包角时泵的扬程最小,75°包角时泵的扬程随流量的增大线性减小.叶片包角对泵的效率具有较大影响,泵的效率在任一包角随着流量的增大先增大后减小.在切断流量附近,效率达到最大值;切断流量之前,效率随包角的增大而增大;切断流量之后,包角越大,效率随流量增大而减小得越快.

斜盘式恒压变量柱塞泵动态特性研究

该文针对变量泵压力控制元件对变量泵的压力输出特性进行研究,通过模拟仿真研究压力控制阀上阻尼孔尺寸和弹簧刚度的影响规律。研究结果表明阻尼孔尺寸增加,减小变量泵输出压力的稳定时间,同时增大变量泵的泄漏量,压力输出偏差也会增大;调压弹簧刚度增加导致变量泵压力响应速度降低,同时泵的输出压力偏差会有所增大。

黄花菜烘干工艺能耗及碳排放研究

随着能源的消耗和资源的短缺,在“双碳”目标背景下,中国各行各业面临着减碳的压力。食品工业碳排放占到总碳排放的20%左右,仅次于电力能源和交通运输行业,食品生产加工还有巨大的减排空间。以黄花菜加工为例,重点研究了在空气源热泵烘干工艺、空气源热泵加红外线烘干工艺、恒温干燥箱烘干工艺等不同的黄花菜烘干工艺的能源消耗,基于每种烘干工艺的能耗数据分析黄花菜加工过程中的碳排放。结果表明,空气源热泵加红外线烘干工艺的烘干效率最高,恒温干燥箱烘干工艺CO_(2)排放量最少。综合比较整个烘干过程,恒温干燥箱烘干工艺最优。

非承压含水层定水头抽水两区井流数值模型研究

为了揭示在非承压含水层中定水头抽水试验引起的达西−非达西两区流动机理,提出基于有限差分法的地下水定水头抽水井流数值模型。该模型根据抽水的流态特征将含水层分为2个区域:靠近抽水井的有限非达西渗流区域和远离抽水井的半无限达西渗流区域,其中非达西流区域流态的模拟基于Izbash方程实现。通过与COMSOL Multiphysics的有限元数值解进行比较,验证了所提出数值解的可靠性。最后,研究有限非达西流效应对水头和抽水井抽水速率的影响以及井内水头对抽水井抽水速率的影响。研究表明:在抽水试验中非达西区域的影响不可忽略,湍流会分别导致两区流中水头较纯非达西流和纯达西流的水头偏大和偏小,且随抽水时间的增加逐渐变大;通过减小抽水井井内水头或增大非达西系数可提高抽水速率,但该影响会随抽水时间的增加而逐渐减弱;断面流量随径向距离的增大而不断减小,断面流量与径向距离曲线下降速率不断减小,且在转换界面处会出现转折点。该模型为定量研究在非达西流和达西流耦合作用下抽水井附近的井流水头特征提供了一种简洁的方法,并为调查定水头抽水测试期间的抽水速率提供理论依据。

基于时频控制的恒流量泵机理研究

针对转向系统恒流量需求的背景,以简化结构提高可靠性为目标,以对应于转速的运动频率、有效吸油行程及其行程占比的控制,提出基于时频控制的恒流量泵原理,并从理论角度验证了其基本机理。以某型恒流径向柱塞泵开发为背景,开展了相关的仿真研究,针对该型柱塞泵关键参数进行了敏感性分析,对恒流控制的影响因素进行了解析。相关研究成果可拓宽恒流泵的设计思路,具有较强的理论及工程价值。

综采工作面智能化远程集中恒压供液系统 研究与应用

针对河南能源集团焦煤公司中马村煤矿(以下简称“中马村矿”)综采工作面一面一乳化液泵站供液配置方案现存问题,研究了满足综采工作面需求的智能化远程集中恒压供液系统。分析了中马村矿乳化液泵站供液现状,并详细介绍了中马村矿综采工作面智能化远程集中恒压供液具体实施方案。实际应用表明,该方案能够满足中马村矿综采工作面液压支架动作快速、自动跟机、成组拉架的工作需要,不仅降低了工序能耗和设备噪音,而且实现了无人值守,同时减少了综采工作面搬家倒面部分安拆工作量和人员占用,综合效益显著。