侧壁式冷冻法联络通道施工技术研究

随着我国经济的高速发展与城市化进程的进一步加快,城市轨道交通工程建设已经成为我国各大城市解决交通拥堵问题的首选方案。盾构法是城市轨道交通工程的主要施工方法,盾构区间隧道联络通道作为盾构法隧道附属工程,有冷冻法、机械法及矿山法等多种施工方法。以杭州机场轨道快线实际工程为例,对冷冻法联络通道施工方法进行了改进即采用侧壁悬挂方式,节约了施工工期,提高了施工工效。

侧壁式压水室离心泵的压力脉动特性

压力脉动是引起泵振动的主要因素之一,为有效地降低离心泵内压力脉动水平,提出具有特殊结构的侧壁式压水室。为研究其压力脉动特性,采用FLUENT软件对比转数130的侧壁式压水室离心泵进行数值计算,并将时域信号进行快速傅里叶变换为频域信号,结果如下:由于叶轮和隔舌的动静干涉作用,侧壁式压水室内压力脉动周期性明显,叶频在由压力脉动诱发的振动中占主导作用;由于隔舌位置及结构的变化,叶轮出口处液流与隔舌的直接冲击、干涉作用减弱,因此侧壁式压水室内隔舌附近监测点处的脉动幅值并未明显地高于其他点。与常规螺旋形压水室相比,侧壁式压水室可以大幅地降低泵内压力脉动水平,因此采用侧壁式压水室可以显著地降低由压力脉动诱发的振动,改善泵的振动性能。

基于CFD的离心泵侧壁式压水室优化设计

为了获得侧壁式压水室离心泵较高的水力效率和低的压力脉动水平,通过控制侧壁式压水室的侧壁倾斜角及叶轮外径和压水室基圆直径之间的间隙,在相同的叶轮及进出口边界条件下,采用Fluent软件对比转数为130的侧壁式压水室离心泵进行数值计算.结果表明:间隙率不变,侧壁倾斜角为15°,离心泵的水力效率达到最大值;侧壁倾斜角不变时,随着间隙率的增大泵的水力效率提高,并在间隙率为0.308时达到最大值;将时域信号进行FFT变换为频域信号,在倾斜角为15°时,叶频的脉动幅值最低;当倾斜角不变时,随着间隙率增加叶频的脉动幅值水平呈下降趋势;考虑泵的径向尺寸,侧壁式压水室间隙率不能取太大,提出的间隙率取值范围为0.134～0.192.

侧壁式压水室离心泵小流量非稳态旋转失速特性

用数值计算方法研究具有特殊结构的侧壁式压水室离心泵,分析小流量工况时模型泵的非稳态旋转失速特性,用快速傅里叶变换(FFT)获得压力脉动信号的频谱特征。结果表明,小流量工况时模型泵的扬程曲线呈驼峰状,压水室不同位置处压力分布不均;受叶轮旋转产生的非稳态作用影响,叶轮不同叶片流道内流动结构差异较大。不同流量下,叶轮内部分离涡结构诱发的激励频率各异,0.4ФN工况时模型泵压力脉动频谱图出现0.5fR及高次谐波频率,压力脉动最大幅值出现于4fR频率处;0.2ФN流量时非定常流动结构会诱发0.18fR及高次谐波频率;0.05ФN流量时压力脉动频谱图同时出现0.1fR、0.28fR两种激励频率。旋转失速现象出现时,频谱图中叶频处压力脉动幅值不再起主导作用。

离心泵侧壁式压水室的模态计算分析

基于有限元分析软件ANSYS对一种具有特殊结构形式的离心泵压水室进行了模态计算分析,获得了无预应力和有预应力两种状态下压水室的前6阶固有频率和模态振型。分析结果表明:侧壁式压水室的各阶固有频率均远离主要激励频率,可有效避免共振的发生;压水室的变形主要发生在进口法兰端和扩散段,可相应增加两处的刚度以优化压水室的振动特性;有预应力状态下压水室的各阶固有频率较无预应力状态下出现约1%的增幅,2种状态下压水室的变形方式基本一致。分析结果为带有侧壁式压水室离心泵的安全运行和结构优化提供了一定的理论指导。

侧壁式气垫船峰值减阻数值研究

针对侧壁式气垫船在越峰过程中阻力峰值过大的问题,本文基于N-S方程,采用以多面体为核心的体网格形式,计算了其在静水中的阻力值,验证了数值计算在阻力峰值处的精确度。借助气幕减阻思想,利用一层高压高速的均匀气幕来代替传统的艏部气封装置,研究了侧壁式气垫船在气幕下的密封性能。在此基础上,数值计算了侧壁式气垫船在约束型气幕及非约束型气幕下,指端距离基线高度、喷口位置、喷口角度等气幕参数对减阻率的影响。结果表明:气幕参数的变化对减阻率影响较大,减阻率在气流量为180 m3/h时达到峰值,而最高减阻率可达到了35%;艏封采用合理的气幕形式可有效的降低侧壁式气垫船的阻力峰值。

侧壁式气垫船水压场试验研究

在拖曳水池中对侧壁式气垫船的水压场进行了系统测量,得到不同水深、不同航速和不同横向位置水底扰动压力系数的纵向通过特性曲线,分析总结了侧壁式气垫船水压场规律.

中型侧壁式气垫船的发展

本文介绍了中国船舶及海洋工程设计研究院20多年来在开发中型侧壁式气垫船的过程,即从薄侧壁、小气垫长宽比、较大的压长比和较为复杂的动力传动系统的第一代气垫船,发展到薄侧壁、大气垫长宽比、小压长比的第二代气垫船,直至厚侧壁、大气垫长宽比、小压长比和较为简单的动力传动系统的第三代气垫船的历史过程。并说明了第三代的719Ⅱ艇(即“鸿翔”号)具有经济、实用、可靠、结实的特点,适宜于向大型海洋双体侧壁式气垫船过渡。

侧壁式超声波液位计校准装置

介绍了侧壁式超声波液位计的工作原理,设计了一种针对此类仪表的新型校准装置。通过采用激光测距方法,最大程度还原了被检仪表的工作环境,不仅操作方法简便,且测量误差较低,可对广泛用于检测密封容器的侧壁式超声波液位计及类似仪表开展准确有效的校准溯源。

无鼓风机侧壁式水翼气垫船

一种无鼓风机侧壁式水翼气垫船可巧妙地将水翼船和气垫船的功能原理结合起来,在航行时,利用迎面而来的自然风,在船体底部能够有效形成高压气垫,而且由于船底后部水翼的作用,既具备了传统水翼船、气垫船航行时水的阻力小、航行速度快的优点,同时克服传统水翼船载重小、翼板材料要求高及传统气垫船能耗高、噪音大、稳定性差的缺点。船底设计成平底,相比传统尖底船,航行更平稳、不容易倾翻。此外,它省去了传统气垫船所要的鼓风机,大大降低成本,减少噪音,节约近50%的垫升能耗。

从“岷江”号的实践刍议川江侧壁式气垫船的发展

根据“岷江”号侧壁式气垫船的航运实践,可见,在国内不仅已解决了侧壁式气垫船越阻力峰、快速性、操纵性、回转性等技术问题和喷水推进的技术关键,而且在运输的综合经济效益上已有良好的开端并有很大的潜力。川江侧壁式气垫船的发展适应了经济建设和人民生活的需要,促进了我国航运业特别是山区河流的航运技术进步。

侧壁式吊耳在吊装塔类设备中的应用

以某加工项目为例,介绍了侧壁式吊耳吊装的工艺流程,从吊装载荷、吊索、吊车和吊耳的选用等方面探讨了吊装工艺参数的确定方法,并总结了塔设备吊装过程中的实施要点,保证了施工质量,为同类型工程的吊装施工积累了经验。

侧壁式气垫船艏柔性密封的流固耦合数值研究

该文基于双向流固耦合问题的分离式数值解法和VOF多相流模型,数值模拟了侧壁式气垫船航行过程中船艏柔性密封结构与水-气两相流之间的相互耦合作用,并将密封变形与密西根大学实验结果进行比对,结果显示:较之前人数值模拟,该文对密封末端位移的计算与实验之间的误差最多可减小29.17%。此外,该文系统性地研究了不同气垫压强及Froude数对船艏密封所受流体阻力的影响,并进行了无量纲分析,结果表明:在相同Froude数下,密封所受无量纲流体阻力与无量纲垫压间保持幂函数关系,流体阻力随气垫压强增加而增大;在同气垫压强下,随Froude数增加,流体阻力表现出先减小后增大的变化规律,这是密封变形后攻角及流体动压变化耦合作用的结果。

变工况对侧壁式离心泵振动特性的影响

振动是离心泵关键性能指标,低振动离心泵设计是目前研究的难点问题。本文对具有特殊结构的侧壁式压水室离心泵振动特性进行实验研究,分析了不同流量下,模型泵重要测点处振动频谱和能量的变化特性。结果表明:变工况对模型泵的中、高频信号影响较小,不同流量下低频振动能量变化明显,因此水力因素主要诱发低频振动信号;加速度频谱图中,叶频处的幅值较小,峰值信号出现在叶频的高次谐波处;低频段振动能量和泵内流场结构密切相关,非设计工况下,泵内容易出现非稳态流动结构,造成泵的振动能量不断上升;尤其在小流量工况,旋转失速导致泵的振动能量迅速增加;通过对振动能量曲线分析初步提出了低频振动能量和流量的特征函数关联式,为预测变工况对泵振动特性的影响提供理论依据。

侧壁式压水室离心泵空化特征数值计算

基于CFD方法,采用混合两相模型、标准κ-ε方程和sighal发展的全空化模型,对具有特殊结构形式的侧壁式压水室离心泵空化特征进行数值计算。预测了泵在未发生空化和空化条件下的能量性能,并且分析了设计流量下叶片表面和流道内的空泡分布情况。结果表明:在大流量工况下,泵的必需汽蚀余量大,容易产生空化现象。随着泵进口压力的降低,空泡最先出现在泵叶片背面靠近进口边附近;当进口压力进一步降低时,空泡区域开始快速增加,向叶片出口延伸,泵的扬程开始大幅下降。进口压力继续降低时,叶片工作面开始出现空泡,叶轮周向流道内开始充满空泡,此时泵的扬程急剧下降,泵的稳定运行工况被破坏。不同汽蚀余量下,叶频处压力幅值变化明显,在临界汽蚀点处几乎达到极小值。

侧壁式气垫船升沉运动鲁棒自适应滑模控制

考虑具有动态参数不确定和时变海浪扰动的侧壁式气垫船升沉运动控制问题,将自适应技术与滑模控制方法相结合,设计侧壁式气垫船升沉运动鲁棒自适应滑模控制律.应用自适应技术设计自适应律,估计由动态参数不确定和时变海浪扰动构成的不确定项的未知界;基于不确定项界的估计,应用滑模控制方法,设计鲁棒自适应控制律,并用边界层方法消除滑模控制引起的抖振现象.理论上证明了所设计的控制律能够降低侧壁式气垫船升沉运动幅值,保证侧壁式气垫船升沉运动闭环控制系统中的所有信号是一致最终有界的.最后,基于一艘挪威海军的侧壁式气垫船的仿真研究验证了所设计的侧壁式气垫船升沉运动鲁棒自适应滑模控制律的有效性.