Numerical Study on Influence of Key Parameters of Aerodynamic Characteristics of Shaftless Ducted Rotor

Shaftless ducted rotor(SDR)is a new type of ducted rotor system designed with ducted-rotor-motor integration,which is quite different from traditional ducted rotor(DR)in aerodynamic characteristics.The sliding mesh based on unstructured grid is used to simulate the aerodynamic characteristics of SDR and DR.Then,the effects of five key parameters,namely,the rotor disk height,the number of blades,the spread angle of the duct,the central hole radius and the ducted lip radius on the aerodynamic characteristics of the SDR are investigated.It is found that the same-sized SDR produces a larger total lift than the DR in hovering,but the lift proportion of its duct is reduced.In the forward flight,a large low-speed region is generated behind the SDR duct,and the reflux vortex in blade root above the advancing blade has the trend for inward diffusion.The rotor disk height has similar effects on SDR and DR.Increasing the number of blades can effectively increase the total lift of SDR,which also increases the lift proportion of duct.Increasing the spread angle of the duct will lead to the rotor lift coefficient decrease,reducing the central hole radius can increase the total lift,but the component lift coefficient decreases.Appropriately increasing the ducted lip radius can increase the total lift,which begins to decrease after reaching a certain value.

煤炭地下气化的敏感性地质因素探讨

相对于地面煤化工装置,煤炭地下气化(UCG)炉体为地质体,地质条件准确认识是推进UCG气化成功的关键前提。为了最大限度避免煤炭地下气化选区选址地质风险,以贵州复杂地质条件为例,系统探讨其煤炭地下气化的敏感性地质因素。通过收集梳理贵州煤炭资源勘查资料,建立归一化的参数分级赋值、参数权重向量算法、参数权重积算法等数学模型,准确获取研究区地质参数量化数据;基于由26个地质因素构成的地质参数集,采用数理统计方法,识别地质风险关键因素对复杂构造区煤层UCG可行性的交叉影响,查明建炉可行性、过程易控性、气化安全性、开发经济性“四性”指标敏感性地质风险源。结果表明:“四性”指标地质参数的敏感性有所差异,建炉可行性、过程易控性、气化安全性、开发经济性的地质因素敏感性依次变弱,UCG可行性对建炉可行性的依赖性最强,过程易控性次之,其他两个条件离散性相对较大,敏感性明显降低;就敏感性程度而言,26项地质参数中最为敏感的是煤的坚固性系数,其他8个主控地质因素分别是煤层厚度、煤层倾角、煤厚变异系数、夹矸厚度系数、断层指数、煤层埋深、奥亚膨胀度和黏结指数,影响建炉可行性、过程易控性两个方面。就贵州UCG敏感性地质因素来说,UCG项目成功与否的关键在于建炉可行性,气化炉选址应优先考虑构造发育特征及其对煤层条件的影响;为持续推进煤炭地下气化产业发展,下一步或可立足于我国煤炭资源特性及赋存条件实际,以“四性”认识为基础建立统一的UCG地质风险评价准则,进而为典型地质条件先导性试验区选址提供科学依据。

无轴泵喷叶片流激共振产生机理及其抑制

针对无轴泵喷异常高频梳状线谱噪声,本文研究了梳状线谱的产生原因及其噪声抑制特点。基于推进器实测噪声谱、振动谱梳状特征,初步定位梳状线谱与泵喷叶轮密切相关;进一步采用单向流固耦合分析方法,验证了无轴泵喷高频线谱来源于流激引起的叶轮面内2弯模态共振,并提出了一种在叶轮过流通道增设环筋以提高叶片支撑刚度的方案。流固耦合仿真及实测结果表明:带有环筋加强的泵喷叶轮对流激振动与噪声有明显抑制作用,梳状线谱噪声降幅达25.2~30.2 dB,且未向其他频段转移。

莲藕施肥机无轴双螺旋供肥装置性能分析与试验

针对藕田施肥过程中存在的劳动强度高、施肥稳定性及均匀性较低的问题,设计了一种水力喷射式莲藕施肥机,其主要分为供肥装置和水肥混合装置,主要对无轴双螺旋供肥装置进行了设计与分析。通过理论分析确定影响供肥性能参数主要为螺旋转速、直径和导程,结合藕田施肥农艺要求确定上述3项参数的取值范围。利用EDEM对无轴双螺旋供肥性能进行离散元仿真分析,以供肥量均值和供肥量稳定性变异系数为评价指标分别进行单因素试验和回归正交旋转组合试验。单因素试验结果表明:供肥量均值随着螺旋转速、直径和导程的增大而增大,并且具有良好的线性关系,因此可通过调节供肥螺旋转速、直径和导程来改变供肥量均值;供肥量稳定性变异系数随着螺旋转速和导程的增大呈现先降低后升高的趋势,而随着直径的增大而减小。运用Design-Expert软件对回归正交旋转组合试验结果进行分析优化,分别开展仿真试验和台架试验对优化后的参数进行验证。结果表明,当螺旋转速为160 r·min^(-1),螺旋直径为78 mm,螺旋导程为53 mm时,仿真结果供肥量均值为329.43 g·s^(-1),供肥量稳定性变异系数为1.43%,台架试验结果分别为341.32 g·s^(-1)和2.34%,满足藕田施肥农艺及供肥稳定性要求。该研究可为螺旋式供肥装置的设计优化及藕田机械化施肥提供参考。

基于滑模变结构的凸版印刷机无轴传动控制系统设计

目的解决凸版印刷机系统中精确同步控制与稳定性问题,设计一种基于滑模变结构控制方法的无轴传动印刷控制系统。方法通过分析传统凸版轮转印刷系统的控制原理,建立无轴传动的凸版多组印刷单元系统的控制模型,确保印刷过程中驱动电机能够实现精确的位置和速度同步,以维持印刷作业的协调性和一致性。此外,提出了滑模变结构控制算法。搭建了以永磁同步电机为执行机构的无轴传动控制仿真系统,并开发了以S7-1200为控制核心的硬件系统,使用博途软件设计PLC的控制程序。结果采用滑模变结构控制的凸版印刷机无轴传动控制系统展现出较高的准确性和稳定性,能够稳定可靠地实现印刷过程中的无轴传动控制。结论以凸版轮转印刷机为出发点,将滑模变结构控制引入凸版印刷机的无轴传动控制系统中,并将其离散化处理后运用于PLC控制系统,提高了凸版印刷的效率,并对智能控制算法在印刷控制中的运用进行了有效探索。

导叶对无轴泵喷推进性能及叶片空化效应的影响

【目的】由于无轴泵喷推进器在高转速下叶片会产生空化效应,为减少空化效应,需要对导流叶的安装方式及旋向进行研究。【方法】通过CFD软件对不同导流叶安装方案进行数值计算,获得无轴泵喷推进器整体的推力与叶片空化情况,找到合适的安装结构。【结果】在无导流叶的方案中,其推进性能更好,但叶片上的空化面积也是最大的;在有导流叶的方案中,后置与旋转叶片旋向相同的导流叶方案推进效果最好,相对无导流叶方案空化面积减小14.7%。【结论】研究结果可为导流叶的安装方式及减小空化效应提供参考。

羊舍粪污无轴螺旋输送机的设计与试验

为了解决规模化羊舍内粪污人工收集劳动强度大、工作环境差、收集运输效率低的问题,设计了羊舍粪污无轴螺旋输送机,整机主要由电动机、减速机、连接套、柔性无轴螺旋体、U形槽及保护衬套等组成,保护衬套选择超高分子量聚乙烯材料,强度高、耐冲击、耐腐蚀,增加产品使用寿命,减少维修。样机在齐齐哈尔市拜泉县长春镇永裕村国强牧业羊舍内进行了羊粪输送试验。结果表明,无轴螺旋输送机能用于羊舍内较为黏稠的粪污混合物输送,输送效率高,残留率低。

污水处理厂脱水机房污泥输送系统优化设计探析

本文分析了国内某污水厂现有污泥输送系统存在的问题,并基于污泥输送系统现状,综合考虑投资运行成本、操作环境等因素,对严重影响污泥处理系统运行效率的柱塞泵部分提出了采用无轴螺旋输送机进行替代的方案,并对无轴螺旋输送机的螺旋直径、螺距、设备转速、设备功率等关键参数进行了优化设计。经过一段时间的运行,技术改造后的污泥输送系统运行效果良好,满足了污泥输送要求,每年可节约运行维护成本8.4万元,从而有效实现了污水厂降本增效的目标。

藏族制陶与宜兴紫砂成型工艺的比较

借助于无轴慢轮用泥片围合成型是一种很古老的制陶方法,但这种看似很原始的成型工艺却同时出现在当今云南的藏族制陶和江苏宜兴的紫砂制陶活动中。它们各自出现的动因是什么?两者之间有无关联或相互影响?这种现象的存在能给我们什么启示以及当代的手工艺该如何发展?这些问题都是本文想要探讨并试图回答的。

无轴轮缘侧推器水动力特性及影响因素分析

为了揭示船舶无轴轮缘侧推器的水动力性能,分析侧推器结构参数的影响规律,采用计算流体力学的方法对无轴侧推器进行数值计算,研究船首位置的无轴侧推器水动力性能、周围流场的分布规律及其水动力性能变化的影响参数,获得不同螺距比、盘面比及毂径比对无轴侧推器水动力特性的影响规律。结果表明:随着流速增大,无轴侧推器的推力系数和扭矩系数均增大;螺距比在0.7~1.2范围内,螺距比增大,无轴侧推器的推力系数和扭矩系数同时增大,推力系数比扭矩系数变化速率快;盘面比在0.3~0.9范围内,盘面比增大,无轴侧推器的推力系数和扭矩系数有所增加,但增加幅度较小,推力系数增长幅度在5%左右,扭矩系数变化幅度小于2.5%,毂径比对无轴侧推器水动力性能影响较弱。

无轴轮缘推进器流热耦合研究

无轴轮缘推进器将永磁电机与螺旋桨集成一体,螺旋桨旋转时对电机电磁损耗与流场换热特性产生影响,进而改变各部分的温度分布。采用有限元法(FEM)计算推进电机的电磁损耗,采用有限体积法(FVM)建立流体场和温度场仿真模型,对推进器的电磁-流-热耦合问题进行仿真分析。通过对比仿真和试验结果,验证了流热耦合仿真方法的有效性。在此基础上,推导了螺旋桨转速与集成电机的损耗关系,并利用仿真模型分析了在不同进速系数、不同转速、不同间隙下推进器电磁损耗及流体场对推进器散热的耦合影响。结果表明,外域水流对推进器的温升影响较小,当间隙流速达到一定程度时散热减缓;推进器螺旋桨转速与集成电机电磁损耗存在幂次方关系;推进器主要靠间隙流体的流动带走热量,间隙大小会影响推进器散热,应合理选择推进器间隙尺寸。

基于STAR-CCM+的无轴轮缘推进器水动力性能分析

无轴轮缘推进器(RDT)是一种振动噪声低、推进效率高的集成式电机推进器,具有广阔的应用前景,对其开展水动力研究有重要意义。本文基于STAR-CCM+,采用Realizablek k-ε模型完成RDT水动力性能的仿真计算,并将计算结果分别与RDT模型的实验结果和常规导管桨的敞水性能CFD值进行对比分析。

一种水泥窑协同处置浆渣投加系统技术实践

华北区域某水泥窑协同处置固危废企业通过在三次风管浆渣落料点处增设无轴螺旋输送机,强化了由柱塞泵泵入的成股物料打散效果。该方案在不改变原有浆渣系统工艺路线前提下,通过三次风管浆渣落料点增加无轴螺旋输送机,起到浆渣物料入三次风管前重力缓冲和打散作用,并通过螺旋输送机的搅拌作用,将浆渣管道落料点原本成股成团的物料一定程度上摊薄,达到“薄料快烧”的工艺目的,进一步增强了浆渣系统和窑系统匹配。同时,浆渣热值控制范围也逐步由7 534~9 627 kJ提高到11 302~13 813 kJ,提高了浆渣投加系统的经济效益。实践证明,浆渣通过螺旋输送机打散后落料稳定,三次风管内落料点积料较少,窑工况波动小且分解炉节煤效果明显。

无轴轮缘推进系统的研究现状与展望

无轴轮缘推进系统是近年来提出并发展的一种全新的船舶推进方式,它打破了常规的思维方式和推进模式,将电机与推进器集成一体,有效地减少了推进系统占用的船舱,提高了空间利用率,增加了船舶的推进效率,减少了振动与噪声,保证了舰船的隐蔽性.在军事和民用领域都具有极高的应用价值和广阔的市场前景.在介绍无轴轮缘推进系统的基本原理和结构,以及发展现状和关键性技术的基础上,总结了无轴推进系统的主要特点和发展前景.

生物质无轴螺旋连续热解装置送料器设计及中试

为解决有轴螺旋送料器存在质量大、能耗高、易产生机械干涉等问题,该文设计了送料能力为150 kg/h的生物质无轴螺旋送料器,并以稻壳为原料开展了冷态输送和热解试验。设计的无轴螺旋送料器关键尺寸为:螺旋外径为400 mm、螺旋轴径为80 mm、螺距为200 mm,送料器采用柴油燃烧机和热解气回烧的方式加热,计算出燃烧机需要提供的功率为95.43 k W。稻壳冷态输送试验表明,当送料频率为50 Hz即无轴螺旋的转速为2.03 r/min时,无轴螺旋送料器输送稻壳的送料量为224.3 kg/h>150 kg/h,无轴螺旋送料器的实际送料量高于理论计算值。稻壳热解试验表明,当加热腔最高温度为(700±50)℃时,随着热解时间增加,稻壳炭的挥发分质量分数由22.45%减至13.6%,灰分质量分数由29.38%增至33.44%,固定碳质量分数由48.17%增至52.96%。稻壳炭的高位热值随热解时间增加而增加,但在试验范围内增幅不大。热解时间对生物炭品质影响较大,即传热速率是限制大型连续热解反应器处理效率提高的主要因素,因此,在工业化应用的大型热解反应器的设计中,应着重考虑提高热解传热效率的方法。

无轴承异步电机研究与实现

对无轴承异步电机中悬浮力产生原理 ,以及如何实现电枢转矩和悬浮力解耦控制的工作原理做了简要介绍 ,并提出了以功能强大的高速数字信号处理器 (TMS3 2 0F2 40 )为控制核心的数模混合控制电路。对原理样机的悬浮实验分析表明 ,提出的悬浮系统能够在稳速和变速过程中满足悬浮要求 ,并且转轴的径向位移不超过 5 0 μm。

无轴泵喷推进器敞水特性

无轴泵喷推进器是一种新型集成电机推进装置,其融合了无轴推进和泵喷推进技术的特点。为研究无轴泵喷推进器与常规推进器的水动力性能差异,采用流体数值计算手段,对比分析某无轴泵喷推进器样机与机械式泵喷推进器、E779A螺旋桨的水动力性能,并分析无轴泵喷推进器水动力效率的定义方式。通过设计的试验台架完成了无轴泵喷推进器样机的性能测试,并验证了数值计算结果的有效性。研究结果表明,无轴泵喷推进器最高敞水效率达到了0.662,低于常规螺旋桨,但其高效的进速系数区间远大于常规螺旋桨,能够在更多的工况下高效运行。

基于凹版印刷机无轴传动的多轴同步控制研究

目的针对凹版印刷机上的无轴传动技术进行研究。方法以智能控制技术为基础,结合多轴同步控制系统的非线性等特点,通过具有参数自选功能的模糊PID控制器,对多电机系统进行改进;通过Matlab/Simulink构建仿真平台,搭建主从同步控制的多电机系统模型,并对该系统进行仿真。结果通过PID控制和模糊PID控制的结果比较,模糊PID控制能控制系统初始时的超调现象,能更快达到稳定状态,使系统的鲁棒性和快速性得到提高。结论模糊PID控制很好的满足了永磁同步电机响应快、高精度的要求。

基于CC-Link的无轴传动机组式印刷机控制系统研究

针对无轴传动机组式印刷机机组点多、分散,要求的同步运动精度高等问题,构建了一种新型的基于CC-Link现场总线的无轴传动印刷机集散控制系统。详细介绍了系统的硬件组成和基于前馈补偿的PID速度同步控制等系统实现的关键技术。结合工控机、PLC、变频器和印刷单元等组网建成了实验平台。通过实验,实现了各色组间的速度同步、印刷部与前后牵引部的速度同步;整机同启动、同停止、同加减速度;跟随性能满足印刷要求。

软PLC和SERCOS技术在无轴印刷控制系统中的应用

随着计算机的发展和工业生产自动化度的提高,形成了一种基于工业PC机的新自动控制技术——软PLO技术,它综合了计算机和传统PLC(硬PLC)的开关量控制、模拟量控制、数学运算PID调节等功能,通过一个多任务控制内核,提供强大的指令集、连接各种I/O系统及网络的开放式结构,而且它遵循IEC61131-3编程标准,具有很好的开放性。SERCOS(Serial Real-time Communication System)总线是专门为开放式数控系统设计的现场总线,特别适合于控制多台伺服驱动器的高度同步运动。该系统具有可靠性高、开放性好等优点,并为无轴印刷机的国产化提供一种全新的控制方案。