混合转子永磁电机双风道冷却系统设计

混合转子永磁电机具有高功率密度的优势,但也导致电机散热空间和散热能力不足等问题。为此,根据其特有的转子结构提出一种双风道冷却系统,并采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)的方法对电机温度场进行验证。首先,根据电机损耗和尺寸设计一个适合双风道的轴流风扇。其次,对不同进、出风口的结构参数进行仿真,对比和分析仿真结果,选出冷却性能较好的参数组合。最后对单风道和该参数组合下的双风道进行数值模拟,仿真结果表明,使用双风道冷却结构后电机散热能力显著提升。

基于正交实验的双流体喷雾对电池包内热失控锂电池降温效果研究

锂电池热失控具有温升速率快、易蔓延、化学反应复杂等特点,一般消防措施难以对其进行快速灭火降温。本工作提出使用CO_(2)和水组成低压双流体雾化喷雾消防系统,将此系统应用于液冷型电池包内热失控锂电池的消防降温,监测电池包内部以及电池温度变化,设计正交试验探究双流体喷雾各因素对电池包内的热失控锂电池降温效果的影响程度,分析各因素对于实验结果的影响。实验结果表明:双流体喷雾在电池包内的弥漫特性良好,能够对位于雾化喷嘴正下方的热失控电池进行有效降温,并且气体压力越高,水流量越大,喷嘴气孔数越多,雾滴弥漫性越好,电池降温时间越短,其中,雾化气体压力对实验结果的影响最为显著。最优水平参数下组合的双流体喷雾能够在较短时间内将热失控电池降温至安全温度,并有效抑制热量进一步传播。本工作研究成果在成本、环保性、二次伤害及降温效果上均优于传统灭火系统,可为储能电站及储能柜消防系统设计提供一种新的思路。

一种双流体喷头的微生物活性及喷雾特性

微生物农药比化学农药更加环保和安全,已成为农林病虫害生物防治的研究热点。然而,因为缺乏喷洒技术和专用设备,使微生物农药的应用受到制约。目前,传统的喷头仍然主要分为锥形雾和扇形雾喷头。由于扇形雾喷头的平面喷洒方式,配有该喷头的喷雾机可用于大范围喷洒。与锥形雾喷头相比,扇形雾喷头喷洒后微生物农药的活性不能满足使用要求。为了保证微生物农药的活性,方便大范围喷洒并有良好的喷雾性能,研究了一种用于喷洒水和微生物农药混合物的双流体外混式扇形雾喷头。微生物农药的活性可以通过喷洒后微生物农药的活性(生存率R s)来评估。喷雾性能包括雾滴尺寸、分布均匀性和混合均匀性,并分别通过有效尺寸、变异系数(CV,式中记作C V)、均匀性变异系数(α)来评估。初步分析表明,在喷雾过程中,微生物农药与水的喷雾压力必须有一定的比值(λ),当λ为0.7∶0.2时,雾滴粒径在188~341μm的有效范围内,C V=0.40,α=0.47,R s=89.6%,可以保证微生物农药的活性,获得理想的喷雾特性。研究结果将为精确使用农药、大面积喷洒微生物农药并保证微生物农药活性,从而有效防治植物病虫害提供新的研究思路和方法。

鸭舵转速对双旋弹追随稳定性影响研究

发展了适合双旋弹虚拟飞行仿真的高保真计算流体力学和刚体动力学耦合平台,以此为基础研究了旋转鸭舵对双旋弹弹道追随稳定性的影响。为了准确刻画双旋弹前后体的差动旋转效应,将滑移网格算法引入自研非结构混合网格流场数值模拟程序HUND3D。通过对双旋弹进行定轴转动非定常模拟,考察了不同鸭舵转速下双旋弹的流动特征与气动特性。通过耦合求解非定常雷诺平均NS方程和七自由度刚体动力学方程,实现了双旋弹不同弯度弹道的虚拟飞行仿真,分析了弹道追随过程的动力学机理,并结合气动特性分析结果研究了控制鸭舵转速改善弹道追随稳定性的策略。研究结果表明:鸭舵旋转所产生的气动干扰,能够显著影响弹体的侧向力与偏航力矩。通过控制前体鸭舵转速以产生有利于弹道追随的偏航力矩,能够在一定程度上改善弹道追随稳定性。

低渗透储层的径向电阻率特征及含油性——以鄂尔多斯盆地洛河油田延长组长6^(1)为例

鄂尔多斯盆地中部洛河油田长6^(1)低渗透油层含油饱和度变化大、油层非均质强,再加淡水钻井液侵入,造成油层电阻率径向分布不均且变化大。通过双感应-八侧向测井与阵列感应测井响应特征对比分析,认为水层的径向电阻率均为增阻侵入,油层、油水同层的径向电阻率普遍具有减阻侵入、低阻环带、高阻环带特征或相关趋势。其中,减阻侵入有助于识别高含油饱和度、高电阻率油层和油水同层,低阻环带和高阻环带有助于识别低电阻率油水同层。另外,部分油水同层的双感应-八侧向测井径向电阻率组合具有“增阻侵入”且深感应电阻率低的特征,推测可能是受双感应-八侧向测井探测范围限制,为低阻环带靠近井眼附近遭受淡水钻井液侵入影响的结果,深感应测井反映的是侵入带电阻率而不是油水同层的电阻率,容易被误解释为水层。因此,对于双感应-八侧向测井中具有“增阻侵入”特征且深感应电阻低值的储层,其流体性质有水层、油水同层这两种可能性,需要结合深探测测井资料或油藏地质特征进一步分析,以提高油层、水层的识别率。

回热式地热双循环发电系统工质选择

为了解决不同工质地热双循环发电系统热力学性能差异较大的问题,采用EES(engineering equation solver)软件对1 MW回热式地热双循环发电系统进行了分析,研究地热源温度为90~150℃时,不同工质发电系统的吨水净发电量、净效率、膨胀比等热力学参数的变化规律,通过对比以上参数获得综合性能最优的工质,使双循环发电系统的热力学性能达到最优。结果表明:在冷热源温度等参数恒定条件下,系统吨水净发电量随工质蒸发温度的增加存在一个最大值;系统最大吨水净发电量、净效率和膨胀比随地热源温度的升高而增大,工质质量流量的变化趋势则相反;相同冷热源参数条件下,R134a的吨水净发电量最大,R245fa的净效率和膨胀比最大,在地热源温度为110℃时,工质R134a的吨水净发电量为3.035(kW·h)/t,工质R245fa的净效率为6.24%、膨胀比为3.146;综合对比工质的系统热力学性能参数和工质物性,工质选用R245fa。研究成果可为回热式地热双循环发电系统的参数设计提供指导。

真空二流体技术制备高精细线路的研究

为满足日益精细化和复杂化的印制电路板(PCB)产品需求,真空二流体技术作为新型蚀刻技术在减成法工艺中得到越来越广泛的应用。探索利用减成法工艺结合真空二流体技术制备不同铜厚的高精细线路。研究结果显示,使用18μm、25μm及35μm铜箔分别制备线宽线距为30/30μm、35/35μm和40/40μm的精细线路时,真空二流体技术提高了线宽过程能力指数(Cpk),对横向线路的改善效果最为显著,且随着铜箔厚度的减小,蚀刻因子的增大也更为明显。

基于地铁工程低碳模型的资源化应用示范研究

随着城市化进程的加快,地铁工程在全球范围内得到了快速发展.然而,地铁建设过程中产生的桩基泥浆、盾构土处理一直是一个环境和工程的难点、重点.桩基泥浆、盾构土的资源化利用,不仅能够有效解决这一问题,还能促进低碳岩土工程的发展,实现可持续发展的目标.介绍了我国地铁工程现状,盾构施工所产生的盾构泥渣方量,分析了盾构泥渣的工程性质及其处置方法现状.总结了国外先进处置建筑垃圾的法律体系,对比分析我国现有法律法规及政策上的不足.讨论了盾构泥渣的产生、管理以及处置过程中的碳排量计算理论.并以无锡地铁建设运行为例,研究了以盾构泥渣改良为“可控性能流态固化土”回填无锡地铁6号线三阳地铁站地下防空洞和东风站清障、回填项目案例,以期为地铁工程盾构泥渣的利用提供参考.

双管程换热器与单管程换热器流动与传热机理对比研究

对于单管程管壳式换热器的研究已经非常深入,但对于三种双管程管壳式换热器内部流动和传热机理的研究文献较少,本文建立了单管程换热器、固定管板式双管程换热器、U型管式双管程换热器、浮头式双管程换热器数值计算模型,通过获得的速度场、温度场等参数分析其壳程和管程流动与传热特性的异同。研究结果表明,双管程换热器强化传热根本机理是管程同等质量流量下,双管程换热器管程流速和流程相较于单管换热器皆提升一倍。单管程换热器和固定管板式双管程换热器不适用于温差较大的场合,U型管式双管程换热器和浮头式双管程换热器的管束一端可自由伸缩,适用于大温差场合。三种双管程换热器的壳程h/Δp远大于单管程换热器,管程h/Δp远小于单管程换热器。本研究可为热力系统中双管程换热器的使用和应用提供理论参考。

基于ADRC和模型预测控制的直驱伺服阀振荡抑制研究

直驱伺服阀因构造简单、抗污染能力强、输出功率大等突出优势,逐渐扩展其应用场景。作为飞控系统的关键部件之一,电液伺服阀的特性与可靠性直接关乎飞行性能与安全。本文针对某型航空用双系统直驱伺服阀存在的阀芯振荡问题,探究基于方法的伺服阀振荡抑制策略。建立了该直驱伺服阀系统的部件级数学模型,并与突变液流力模型联合运算;设计了自抗扰控制器(ADRC)和模型预测的复合控制方法,并与传统比例积分微分(PID)控制方法进行仿真对比。结果表明,ADRC和模型预测的复合控制方法对直线电机电流的高频小范围调节可有效抵消突变液流力对阀芯运动的影响,从而为直驱伺服阀在复杂受力环境下的控制器设计提供理论参考。

甲烷-煤尘爆炸波与障碍物相互作用的数值研究

为了探讨煤矿瓦斯和煤尘爆炸的物理机制 ,基于对甲烷和煤尘爆炸传播的理论分析 ,采用数值模拟方法研究障碍物对甲烷和煤尘爆炸传播的影响 ;为了更系统地考虑颗粒相各种输运特性、相间滑移和耦合 ,采用双流体模型建立了数学模型 ,该模型的出发点是把颗粒群和气体都作为连续介质 ,两者相互渗透充满整个空间形成没有间隙的“流体”———拟流体 ,在欧拉坐标系下考虑气 -固两相流动 ,气相和颗粒相的计算网格统一 ,易于处理。数值方法采用LU分解和迎风TVD格式分别处理对流项的隐式和显式部分 ,扩散项采用中心差分 ;同时研究了不同形状的障碍物对流场的影响 。

基于双流体模型的湿蒸气凝结流动三维数值模拟

建立湿蒸气凝结流动的双流体模型,考虑了湿蒸气汽液两相流动中相间速度滑移、耦合以及湍流扩散作用的影响。针对蒸汽透平叶栅中流动的湍流特性,在单相湍流计算中数值模拟精度相对良好的两方程SSTk-ω湍流模型基础上,参照颗粒湍能输运方程理论,推导建立了湿蒸气两相流动SSTk-ω-kp湍流模型,模型中引入了液相粘性、导热及扩散系数等拟流体概念。对一直列叶栅中存在自发凝结的湿蒸气流动进行了三维数值模拟,结果表明:与中心截面相比,端壁附近汽流首先出现大量凝结核,并较早恢复到平衡状态,由于涡系结构的存在使得沿叶高汽液两相叶栅出口马赫数之间存在一定差异。本文建立的模型提高了湿蒸气凝结流动三维数值模拟的精度,更好地揭示叶栅中凝结流动的相间作用。

钢渣双液注浆材料的研究

钢渣与矿渣、粉煤灰复掺作为注浆材料使用,既优化了骨料的级配又最大限度地使用了工业废渣.基于水玻璃碱激发工业废渣的原理,研究出以钢渣为主最佳配合比的工业废渣-水玻璃双液注浆材料.研究表明,随着水玻璃掺量的增加注浆材料的凝胶时间增加而结石体强度先增加后减小;钢渣与矿渣、粉煤灰两两复掺时前者的效果最好;三种工业废渣三掺(钢渣∶矿渣∶粉煤灰=2∶3∶1)时,注浆材料的强度最大,28 d抗压强度达14 MPa.

不锈钢与碳钢在液固两相流中冲刷腐蚀特性的研究

研究了不锈钢与碳钢在液固两相流中的冲刷腐蚀特性和冲刷腐蚀交互作用。实验表明 :( 1)提高冲刷速度和浆料温度都大大加剧了材料的损伤和破坏 ,T8钢冲刷腐蚀失重率远大于 18- 8不锈钢。两者均在冲击角度为 4 5°时出现极大值 ,表明冲击角度在 4 5°时 ,对材料产生的损伤强度最大 ,因此在设计管道时应尽量避免 4 5°冲击角结构 ;( 2 ) 18- 8不锈钢以冲刷失重为主 ,T8钢以腐蚀失重为主 ,两者的冲刷腐蚀交互作用失重率占其总失重率的 6 0 %以上 ,表明耐蚀不耐磨的 18- 8不锈钢和耐磨不耐蚀的T8钢在冲刷腐蚀工况中均难以胜任 ;( 3)T8钢的冲刷腐蚀失重率和交互作用失重率均是 18- 8不锈钢的 6倍以上 ,表明在液固两相流冲刷腐蚀工况中 ,材料必须首先具有一定的耐蚀性 ,然后再考虑提高材料的硬度和耐磨性 。

轴流式翼型-透平组合桨在搅拌釜内的流动

搅拌反应器是化工、医药、食品工业中广泛应用的基础设备之一,当搅拌釜内液深与搅拌釜直径相比较大时(通常比值大于1),往往采用双层或多层桨,以保证顶部到底部的循环流动。 透平桨产生的是径向流,形成以桨叶为中心线的上、下2个循环区,桨叶附近剪切速率高,气体分散能力强。翼型桨产生的流型是轴向流,形成全釜循环,混合均匀,剪切温和。为充分利用两者优势,加强全釜混合,剪切适度,特别是在粘稠物系中,可采用组合桨。目前尚未看到对翼型-透平组合桨流动状况的研究。

不锈钢在液固双相流中的冲蚀腐蚀行为

采用旋转圆筒电极装置研究了 1Cr1 3(铁素体 )、31 6L(奥氏体 )、0Cr1 4Ni5Mo(马氏体 )及CD 4MCu(α +γ双相 )等不锈钢在不同流速水砂双相流中的冲蚀及NaCl(+H2 SO4 )砂浆中的冲蚀腐蚀行为 ,用SEM观察了冲蚀 (腐蚀 )后材料表面形貌 ,并测定了样品表层硬度变化 .结果表明双相不锈钢CD 4MCu因其较强的加工硬化能力而具有优良的抗冲蚀腐蚀性能 .

基于Fluent废塑料薄膜旋风分离过程的研究

采用旋风法对不同密度的废旧塑料薄膜进行分选,运用Fluent流体仿真软件中的欧拉双流体模型,对废塑料薄膜颗粒在旋风分离器中的运动进行了模拟仿真。根据不同种类废塑料颗粒的密度不同,所受重力以及在旋风分离器中所受离心力不同,将会产生不同的运动轨迹,使用旋风分离器将其分离,得出不同风速大小、不同颗粒直径时的分选效率,找出最适合的风速和颗粒粒度大小,从而使不同种类塑料颗粒达到高效分离,为进一步处理塑料垃圾奠定基础。

灵活多效催化裂化工艺技术的工业试验

介绍了洛阳石油化工工程公司开发的灵活多效催化裂化工艺的技术特点 ,该技术在清江石油化工有限责任公司 12 0kt/a双提升管重油催化裂化装置进行的工业试验结果表明 ,灵活多效催化裂化工艺技术可使重油催化裂化装置的汽油烯烃体积分数降低到 2 0 %以下 ,硫含量也可降低 15 %～ 2 5 % ,辛烷值可提高 1～ 2个单位 ,重油催化裂化装置柴汽比提高 0 .2～ 0 .7,丙烯产率提高 3～ 6个百分点。

切削区冷却控制系统设计及仿真

在金属切削过程中,切削区的冷却和切削温度的恒定对于提高切削质量有重要的意义。喷雾冷却是解决切削区冷却的理想方法,为了保证切削温度的恒定设计了一个温度控制系统。以气、液混合喷雾冷却切削的小型二流式喷嘴为控制对象,建立了喷嘴、流量控制阀、执行器以及红外线温度传感器的数学模型,采用比例积分微分控制PID(Proportion Inte-gral Derivative)控制,对冷风和冷却液混合调节切削温度的过程进行了优化仿真。结果表明此控制系统能很好的满足了控制切削温度的要求。

工程车辆双液转换型全动力制动系统响应特性研究

在设计研制了既能保持全动力液压制动系统优点,又能降低整机制造成本的双液动力转换器的基础上,建立了包括转换器在内的全动力液压制动系统动态数学模型。采用仿真与试验相结合的方法,对系统的动态响应特性进行了分析。通过台架试验验证了仿真模型,掌握了主要系统参数对制动压力响应特性的影响规律。应用结果表明,双液动力转换型制动系统能够满足轮式工程车辆的要求。