矿山井下排污水系统自动化应用研究

矿山井下水仓排水系统多采用自吸式排污泵进行排放污水,排水期间需要人员手动开启水泵及阀门,并且需对水泵的排水状况进行实时监管,否则当水仓内污水排空时,若不及时关闭水泵及阀门则会引发电机烧毁、泵头机械密封损坏等一系列故障。针对这一现状,本文对矿山井下水仓排污水系统进行自动化控制改造,在原有排水系统的基础上增设电动偏心半球阀、水位传感器、搅拌机以及电气控制系统等相关部件,利用水位传感器的信号电动控制水泵的启停以阀门的开关,同时优化安装工艺并进行调试,实现了排水自动化。经过对比分析,系统故障率下降了60%,现场使用效果显著,减轻了维修人员的工作量,切实提高了矿井排水的安全性以及稳定性。

入水平衡装置对自平衡多级离心泵吸水室性能影响研究

文章从入水方式着手,以自平衡多级离心泵为研究对象,探究了入水平衡装置对自平衡多级离心泵吸水室性能的影响。将平衡水管中心距入水平衡装置出水口距离与平衡水管直径作为设计变量,基于等间距控制变量法构建5组不同对比方案,利用计算流体动力学(CFD)方法对5组方案外特性、压力分布、速度流线分布以及空化性能进行仿真分析。结果表明:平衡水管的有无、位置与大小均可影响自平衡多级离心泵的扬程与效率,对比方案中,离心泵扬程的极差为2 m,效率的极差为0.27百分点;随着平衡水管中心距入水平衡装置出水口距离l或平衡水管直径d越小时,吸水室中高压区明显增大,而涡流密度明显减小,流线更加平顺;吸水室内所发生的空化区域明显减小,优化后方案的吸水室空泡体积分数最大值为90.91%,较优化前方案的吸水室空泡体积分数最大值降低5.4%。

大直径超长灌注桩泥浆重复利用及分布式压浆施工技术

针对黄河湿地自然保护区环保要求高、应用分布式后压浆工艺、传统拔除钢护筒方法难以实施等一系列桩基施工难题,采用泵吸反循环施工,创造性研发出泥浆自循环系统,实现泥浆零污染零排放。使用分布式后压浆技术,压浆管、声测管双管合一,桩侧、桩端同步压浆,显著提高桩基承载力,并运用智能化建造技术对压浆过程进行实时监测和控制,压浆量、压浆压力自动采集并实时上传。通过采用空压机气顶技术拔除钢护筒,施工方便、环保经济,最终实现主桥72根桩基施工。

深海井口吸力锚安装分析与实践

第二轮海域天然气水合物试采在神狐海域首次应用了深海井口吸力锚技术,为浅软地层水平井开采水合物提供了稳定的井口支撑。通过理论计算及有限元分析对吸力锚沉贯过程中的自重沉贯深度以及需求负压进行研究,同时现场采用“步渐间歇式自重贯入、拖拽连续负压沉贯”施工工艺,保障了国产首个深海井口吸力锚成功安装。现场实践结果表明,理论计算结果与实际施工情况较为接近,理论分析可指导井口吸力锚安装;沉贯施工工艺快速、高效、安全,井口吸力锚安装的各项指标满足使用需求,对吸力锚技术在深海油气领域应用具有借鉴意义。

自清洁动态负压射孔技术研发及应用

聚能射孔弹射孔后产生射孔孔道,同时也因对岩石的挤压而形成渗透率低的破碎压实带区,这种射孔压实伤害使得射孔完井平均表皮系数增大,直接降低了射孔井的产能。“自清洁+动态负压”射孔技术实现了对射孔孔道的二次抽吸,消除了射孔压实,大大降低对地层的伤害。由于负压自清洁射孔降低液面有井喷风险,而动态负压液面安全范畴更广,该种工艺方法风险小,投入相对较小,该技术成果在南海东部油井开发射孔应用。数据表明:自清洁射孔和动态负压作用明显,该井自清洁产生的微压裂及清洁孔道最高压力19.9 MPa,动态负压最低点压力值9.7 MPa,最大负压差18.2 MPa,动态负压持续时长585 ms。措施前日产液5300桶(1桶=0.159 m^(3)),含水91%,日产油470桶;措施后日产液5400桶,含水85.5%,日产油787桶,作业效果明显。

带整体开启阀的双腔串联压电薄膜泵

阐述了带整体开启阀的双腔串联压电薄膜泵的工作原理并给出结构设计。对整体开启阀的过流特性进行了理论推导,定性分析了影响其过流性能的因素,并用实验加以证明。对影响压电泵性能的因素,如腔体高度、阀的结构、阀的滞后性、空穴现象等进行了理论分析与实验测试,得出了其对压电泵输出性能的影响规律。所设计带整体开启阀的双腔串联压电薄膜泵样机具有自吸性,通过调整输入电压和频率可控制泵的流量与压力输出,工作性能稳定。在输入电压为200 V、工作频率为250 Hz左右时,最大输出流量和压力可分别达到950 mL/m in和75 kPa,自吸高度为0.285 m。

丘陵坡地自吸式绿豆精密排种器设计与试验

为降低排种器倾斜状态对充种性能的影响,满足丘陵坡地精密播种作业的需求,设计了一种自吸式绿豆精密排种器。通过分析种子受力状态与计算吸附单粒种子的真空度,确定了勺式型孔与往复式吸气装置的主要结构参数。运用多体动力学软件ADAMS对往复式吸气装置进行了运动学仿真,得出活塞位移和速度随时间的变化曲线,证明了该装置设计的合理性。将充种层高度固定为70 mm,转速分别固定为115、125 r/min,排种器左右倾斜角(倾向种腔方向为负)分别选取-12°、-6°、0°、6°、12°,对3种排种盘进行了对比试验,结果表明,本文所设计的勺式型孔有助于在左右倾斜状态下辅助充种;选取排种轴转速、充种层高度为试验因素,以漏播指数、重播指数、合格指数为试验指标,进行了两因素五水平旋转组合设计试验,并利用Design-Expert软件对试验数据进行了分析,结果表明:当排种轴转速为138 r/min、充种层高度为65 mm时,漏播指数为2.97%,重播指数为3.43%,合格指数为93.58%,各指标均符合国标要求。通过验证试验得到实测值与回归模型预测值的漏播指数相对误差为4.4%,重播指数相对误差为2.6%,合格指数相对误差为0.2%,与寻优结果基本一致,证明了回归模型的合理性。

纳米碳酸钙的晶形控制及机理研究

采用一种新工艺———自吸式搅拌反应法制备纳米碳酸钙。通过加入不同的晶形控制剂,合成了立方状、链状、片状、球状、棒状、针状6种不同形状的纳米碳酸钙,并以晶体生长动力学为基础,从添加的种类、用量及添加时间等条件出发,研究了其对CaCO3产品的粒度和晶形的影响。

自吸浆式浮选机液位控制算法研究

在对新型BGRIMM系列充气式自吸浆浮选机的液位控制系统进行建模的基础上 ,用仿真方法对该型号浮选机的液位控制进行了多方案的研究 ,包括线性PID控制、模糊PID控制及其对不同特性阀门的适用性等。结果表明 ,由于系统存在非线性环节且控制受限 ,单纯采用线性PID控制不能同时将超调量和响应时间调节到理想状态 ,而应用模糊规则在线调整PID参数 ,实现非线性PID控制 ,使系统的动态性能得到了明显提高 ,而且模糊PID控制能使不同特性的阀门均获得良好的控制效果。

基于风味改善的食醋自吸式半连续酿造工艺优化

采用自吸式发酵罐液态深层半连续法发酵食醋,该方法生产效率高、生产周期短,但食醋风味不足。在传统液态法食醋发酵工艺基础上,通过筛选原料、添加糖化曲和多菌协同酒精发酵,可以提高食醋不挥发酸的含量,改善食醋风味。研究结果表明:以小麦为原料调浆液化完成后,加入6.5%(质量分数)增香糖化曲,35℃保温糖化1 h,接种5%(体积分数)乳酸菌与0.28 g/100 m L酵母菌共同酒精发酵,控制温度32℃发酵4 d,最后接种醋酸菌。将该工艺应用在摇瓶水平上液态法发酵食醋,得到的食醋中不挥发酸含量可达0.47 g/100 m L。将该工艺应用于5 L自吸罐液态半连续发酵得到的食醋成品,总酸度≥6 g/100 m L,不挥发酸含量≥0.5 g/100 m L,达到了国标对固态醋不挥发酸含量的要求。

自吸式飞灰等速取样枪的气体动力学分析

分析了自吸式飞灰等速取样枪引射原理,建立了引射器射流流量比m的理论表达式,得出m仅由压头比ε和流速比x、y确定。对自吸式飞灰等速取样枪的引射系统进行了数值模拟,得到了被吸喷嘴出口流速随被吸喷嘴与混合管进口距离L的变化规律,为取样枪的设计和现场调试提供了理论依据。

叶轮几何参数对自吸泵自吸性能影响的数值分析

为研究叶轮几何参数对自吸离心泵自吸性能的影响,引用正交实验的方法,选取叶片出口角、叶片数及叶片包角3个因素设计了叶轮的9种方案。采用FLUENT软件预测各方案的外特性,并对自吸过程进行定常数值模拟以比较自吸性能的优劣,分析了所选取几何参数对自吸泵自吸性能的影响顺序,为自吸离心泵的设计提供参考。

射流式自吸离心泵的试验研究

论述了射流式自吸离心泵的结构及工作原理，在压水室内的第6断面处设有回流孔、蝶阀，射流器系统与吸入口形成液体自循环。泵运转时，不仅可以完成自吸过程，而且可以将自循环射流器上的阀门关闭，射流器同时停止工作。因此：泵的效率提高了3％～5％。给出了系列射流式离心泵的性能试验结果：效率比国家标准规定效率提高5．3％～8．9％，自吸时间比标准的规定值缩短5～53s，重量比原传统自吸离心泵平均减轻15．8％。该系列射流式自吸离心泵的研究是成功的。

新型射流式喷灌自吸泵的水力设计与对比试验研究

通过分析50PG-28自吸泵结构和自吸性能的不足,对自吸泵的压水室进行了改进:由正导叶式环形流道改进为由正反导叶组合式流道,使气水分离更加充分,达到提高自吸性能的目的。采用加大流量设计法对新型射流式喷灌自吸泵的叶轮、压水室进行了水力设计。并通过更换不同喷嘴直径进行了自吸性能的对比试验,其中4号喷嘴在5 m时自吸时间为58 s,自吸性能最优。泵的试验结果表明,泵的效率为67.12%,效率高,高效区范围宽,性能曲线平坦。

一种新型自吸式搅拌装置及其设计计算方法

提出一种新型的能将釜底液体连续喷洒在容器内壁形成液膜以提高传热速率的自吸式搅拌装置。从流体动力学的基本方程出发,推导出搅拌装置的设计计算方法。用水为介质在直径200 mm,高300 mm的外表面电热套加热的圆柱形敞口容器中分别在自吸式搅拌装置和普通螺旋桨叶轮搅拌下进行了对比蒸发实验。结果表明,采用自吸式搅拌装置可减少蒸发时间47%以上。

潜水自引气曝气机的数值模拟与试验研究

为了研究潜水自引气曝气机内部流动机理,根据潜水自引气曝气机的性能要求,自主设计了开放式齿形转轮和开式导叶,通过三维造型软件UG完成了过流部件的三维造型.以商业软件An-sys-CFX为主要分析工具,利用多相流湍流模型对潜水自引气曝气机过流部件进行数值模拟,并对模拟结果分析,并进行相关试验验证.结果表明:模拟结果显示曝气机下潜深度从2.5～6.5 m内变化时,模型内部区域的速度矢量分布随着下潜深度的增大从混乱到流畅再到混乱,压力分布图中的低压漩涡从出现到消失再到出现;试验结果表明曝气机下潜深度从2.5～6.5 m变化时,曝气机进气管进气速度先增大后降低,在3.5 m时进气速度最大,达到4.25 m/s;模拟结果与试验测试的曝气机进气性能变化情况趋势一致,证明了根据模拟结果对曝气机性能的预测是可行的.

射流式自吸喷灌泵结构及设计方法初探

讨论了自吸喷灌泵的结构特点,指出一般自吸喷灌泵在自吸性能和结构上的不足。介绍在一般自吸喷灌泵的叶轮进口处附加一个射流装置,运行时有压流体通过喷嘴射出,在喷嘴处由于射流边界层的紊动扩散作用,增加喷嘴周围的液体流速,在叶轮进口处形成一定的真空度,实现泵的抽吸,提高了泵的自吸性能,减少了自吸时间。在理论分析与试验研究的基础上给出了设计方法。该泵以柴(汽)油机为动力,结构简单,易于加工制造,质量较轻,便于偏远、缺电地区的农田、果园等喷灌作业。

“天鲸”号大型自航绞吸式挖泥船

论文介绍了国内的第一艘自航绞吸式挖泥船"天鲸"号的主要要素、总布置概况、型线、柔性钢桩台车系统、输泥系统和推进装置,定性地探讨了它的艏部型线设计和灵活的输泥系统配置,对它的挖掘岩石能力作了计算.文中提出了法规对驾驶台翼桥宽度的要求,可供有关部门参考和探讨.

大直径旋流微泡浮选柱的研究及应用

针对细粒浮选中精矿污染形成的主要原因及煤泥浮选特点 ,主要分析了旋流微泡浮选柱综合利用微泡浮选、逆流浮选、旋流离心力场强化分选的机理 ,并介绍了旋流微泡浮选柱的结构、特点及工业应用的效果。

液体欠平衡钻井中的储层损害研究

目前中国针对欠平衡钻井的油气藏损害类型和方式进行的研究工作还比较少,这必然会阻碍欠平衡钻井技术的进一步发展。通过液体欠平衡钻井中逆流自吸和短时间过平衡对储层的损害实验,分析了液体欠平衡钻井中储层损害的主要方式及损害程度。结果表明,保持连续欠平衡状态,逆流自吸作用对储层的损害较小,短时间过平衡可以对裂缝储层造成较为严重的损害。