半椭圆管盘式涡轮搅拌桨气-液分散特性

在直径为0.476m的椭圆底搅拌槽中,采用半椭圆管盘式涡轮桨,研究桨径与槽径比D/T变化(分别为0.28,0.33,0.4及0.5)对气液两相体系中临界分散、通气功率和气含率的影响.结果表明,对于D/T较小的搅拌桨,采用由载气到气泛测得的泛点比气泛到载气测得的泛点明显滞后,但随D/T增大泛点滞后现象消失;在相同通气量下,D/T对相对功率需求(Pg/P0)的影响不大;功率消耗相同时,低通气量时气含率随D/T增大略有增大,但高通气量时恰好相反.研究结果及泛点、通气功率、气含率关联式对工业气液搅拌反应器设计操作具有参考价值.

喷淋水膜对半椭圆管壁面温度分布影响

搭建单根半椭圆管水平降膜换热性能测试装置,试验研究不同热流密度、喷淋密度对降膜换热过程的管外壁面温度分布和变化的影响。结果表明:无喷淋情况下,沿着圆周向角从0°增加到150°,管外壁面温度均匀;喷淋情况下,管外壁面温度明显降低,不同圆周向角的管外壁面温度分布不一致。随着热流密度的增加,管外壁面温度分布不均匀性增大,壁面温度变化率变化不明显。随喷淋密度的增加,管外壁面温度先减小后增大,存在最佳喷淋密度,使得管外壁面温度降低量最大。

半椭圆管水平降膜液膜厚度影响因素研究

为研究半椭圆管在水平降膜蒸发时各参数对液膜厚度的影响与液膜分布规律,搭建了单根水平降膜液膜厚度拍摄实验台,用图像差值法研究了热流密度、喷淋温度、布液高度、喷淋密度对液膜厚度的影响,并比较了相同工况下不同管型的液膜厚度。研究结果表明:随着热流密度增加,平均液膜厚度减小;随着喷淋温度增加,液膜厚度减小;随着布液高度的增加,平均液膜厚度逐渐减薄,在布液高度很小的时候,换热管上部容易积液;随着喷淋密度的增加,平均液膜厚度逐渐变厚;对于截面周长相同的圆管,椭圆管和半椭圆管,在相同工况下,所有管型的换热管的液膜厚度在周向角上都存在一个最薄点,最薄点出现在90°附近,且半椭圆管的平均液膜厚度最薄。

半椭圆管水平降膜的传热特性

为提高降膜流动过程中的传热效率,搭建水平降膜传热性能测试装置,以水为系统循环工质,实验研究热流密度(0—5582 W/m 2)、喷淋密度[0.14—4.16 kg/(m·s)]和喷淋温度(20—40℃)对单根半椭圆管水平降膜管外传热系数分布和变化规律,并与相同管截面外周长圆管、椭圆管对比。结果表明:随着热流密度、喷淋密度和喷淋温度的增加,半椭圆管水平降膜管外平均传热系数不断增大,喷淋密度较小时,传热系数增加速率更大;沿管管截面圆周向角方向,半椭圆管、椭圆管和圆管的水平管外降膜传热系数变化趋势基本一致,先明显减小,最后略微增大;半椭圆管比圆管、椭圆管的水平降膜管外平均传热系数更高,具有重要的工程应用价值。

基于CGMD的半椭圆形截面自支撑石墨烯膜镜面屈曲研究

扫描隧道显微镜观测表明自支撑石墨烯膜在偏压和隧穿电流作用下发生镜面屈曲,针对该现象目前尚未开展系统性的研究.为此,本文使用基于粗粒化分子动力学结合实验结果构建半椭圆形截面石墨烯膜模型,着重研究截面几何形状对结构镜面屈曲行为的影响.计算结果表明,半椭圆形截面石墨烯膜能够发生曲率正负变化的变形,但是没有出现镜面屈曲现象,同时发现大高跨比情况下石墨烯膜的变形对温度的影响不敏感.将文献采用的扇形截面石墨烯膜镜面屈曲行为的计算结果与本文计算结果对比可知,扇形截面石墨烯膜更容易出现镜面屈曲现象,产生这种情况的原因与初始结构有关,半椭圆形截面由于其端部曲率更小,原子排布与二维石墨烯更接近,在温度变化过程中达到能量平衡时碳原子位置变化更小,所以表现出更小的变形.本文的研究可为基于石墨烯膜波动效应的能量收集装置的开发提供理论支持.

半坐卧式椭圆机的结构设计与仿真分析

为了拓展椭圆机的适用人群,这里设计了一种半坐卧式椭圆机。并通过解析法建立了半坐卧式椭圆机的运动方程,一方面获得脚踏板中心J点和扶手中心S点的轨迹,并根据半坐卧位时的脚踝轨迹确定各杆件的最优长度;另一方面获得J点和S点的速度与加速度,并通过运动仿真进行验证,从而确保半坐卧式椭圆机的运动平稳性。最后,对半坐卧式椭圆机在运动过程中和单脚站立的极端受力情况进行静力仿真,从而确保两种工况下满足强度要求。结果表明:J点和S点的轨迹、速度和加速度的解析值和仿真值吻合,验证了运动方程的准确性;当l_(1)=165mm、l_(2)=740mm、l_(3)=250mm、l _(J)=350mm、l_(5)=594mm、l_(6)=596mm和l_(7)=518mm时,J点和S点的轨迹最优,其速度、加速度的波动也较小。无论是运动过程中,还是单脚站立的极端受力情况,最大应力都位于连杆2连接飞轮的轴A上。为了保证两种工况下的最大应力都小于屈服强度,选择轴A的直径为34mm。

含半椭圆形裂纹轴的刚度特性研究

运用断裂力学理论,推导了含半椭圆形裂纹轴的刚度计算公式,研究了在全开的静态下半椭圆形前缘直裂纹和45°斜裂纹深度比、裂纹变形比等参数对轴刚度的影响。计算结果表明:裂纹深度的增大使半椭圆形前缘裂纹轴的刚度变化幅度较大,当裂纹深度较小时,刚度变化缓慢;但当裂纹深度大于轴半径一半时,裂纹轴全部载荷作用的影响都要考虑;随着裂纹变形比增大,半椭圆形前缘裂纹的刚度均减小;半椭圆形前缘裂纹垂直方向的位移随裂纹变形比增大而增大。计算结果与实验共同验证了半椭圆形前缘裂纹轴的动力特性。

热管内壁倾斜半椭圆裂纹应力强度因子数值分析

对热管内壁倾斜半椭圆裂纹应力强度因子求解模型进行了分析,结合光弹性法和文献求解法验证了分析模型合理性。在特定复杂热机耦合载荷(轴向拉伸载荷Pa为5MPa,内、外壁承受压力Pi与Po均为3MPa,内、外壁温度T_(i)、T_(o)分别为300℃和250℃)下,探讨了不同裂纹面倾斜角度θ_(2)(0°、5°、10°…40°及45°)、不同裂纹形状比a/b(0.4、0.5、0.6、0.7及0.8)和不同裂纹深度a(1mm、1.25mm、1.5mm、1.75mm及2.00mm)的多种三维复合裂纹模型K_(Ⅰ)、K_(Ⅱ)及K_(Ⅲ)值,分析了各应力强度因子分布规律。分析结果表明,在给定的复杂载荷工况下,复合应力强度因子中的三个分量占比从大到小依次为Ⅰ型、Ⅲ和Ⅱ型,而且Ⅱ型所占比例远小于其他两型,分析结果可为实际工程应用中的热管疲劳寿命评估提供数据支撑。

H^(1)(R^(N))上带限制的半线性椭圆型特征问题的多解

应用变分方法将H^(1)(R^(N))上带限制的半线性椭圆型特征问题转换为对应泛函在球面上的极值问题。以Z_(2)指标理论为依据,在对应偶泛函满足Palais-Smale条件的情况下,通过形变引理证明带限制的椭圆特征型问题多解的存在性。

半椭圆型防波堤水动力特性的数值模拟

该文提出了一种新型防波堤结构:半椭圆型防波堤。采用FLOW 3D建立数值波浪水槽,模拟了波浪与半椭圆型防波堤的相互作用,并通过物理模型试验验证了数值模型的合理性。结合数值模拟结果分析了波浪参数变化对半椭圆型防波堤水动力特性的影响,结果表明:反射系数随着堤顶高程和水位之差hs与设计波高H的比值hs/H增大而增大,透射系数随hs/H增大而减小;在本研究波浪周期范围内,水深D不变时,半椭圆型防波堤对周期T较大的波浪的挡浪效果优于周期较小的工况。随着D与半椭圆型防波堤立轴b的比值D/b的增大,挡浪效果变差。波浪力随着h_(s)/H的减小而增大,随H与波长L的比值H/L的增大而减小。相同工况下,随着半椭圆型防波堤卧轴a与立轴b的比值增大,结构所受水平波浪力减小,竖直波浪力增大,防波堤自重增大,防波堤稳定性增强。半椭圆型防波堤的优势在于,其卧轴和立轴的大小关系可以根据不同的工程条件自行设计,若以椭圆长轴卧放,则比防范相同水深的半圆型防波堤更适用于软弱基床,从而更加安全可靠;若以短半轴立放,则在防范相同水深的前提下,比半圆型防波堤节省材料,从而降低建造成本。

无界区域上一类带有权函数的半线性椭圆方程解的存在性

利用Sobolev-Hardy不等式和变分法,证明了无界区域上一类带有权函数的半线性椭圆方程解的存在性,该结果将有界区域上解的存在性及全空间上解的存在性推广到了无界的外区域上.

带有Hardy-Sobolev临界指数的半线性椭圆型方程非平凡解的存在性和多解性

本文研究了一类带有Hardy-Sobolev临界指数的奇异半线性椭圆型方程。通过对方程对应能量泛函的(PS)c序列进行研究,用山路引理证明了能量泛函J(u)存在一个非零临界点,即得到该方程的一个正解的存在性。最后,利用对称性得到了该方程的一个多解性结果。

二维半线性椭圆方程边值问题的牛顿迭代法

利用有限元结合牛顿法求解了一类二维半线性椭圆方程边值问题,推导出它的牛顿迭代格式.数值模拟结果表明,此方法在4个非线性函数情形下选择不同基函数,具有易编程实现,数值解稳定,迭代次数少,运行时间短等优点,证明该方法是可行的和有效的.

一类带临界指数的半线性椭圆系统第二个正解的存在性

本文研究了一类带临界指数的半线性椭圆系统,克服了临界指数项产生的困难。首先,给出Nehari流形的定义,且将Nehari流形分为三部分;其次,证明系统对应的能量泛函满足(PS)_(c)条件,从而获得泛函的紧性条件;最后,在Nehari流形上利用变分法证明该系统第二个正解的存在。该结果完善了带临界指数的半线性椭圆系统第二个正解结果,并给出这类系统问题新的可解性条件。

一类带有Hardy项的椭圆型方程正解的存在性

研究了一类带有Hardy项的椭圆型方程在诺伊曼边界条件下正解的存在性.在反应项和边界处均呈指数增长时,利用近似方法和Brouwer不动点定理证明了该方程至少存在一个正解.

半椭圆管水平降膜液膜厚度图像数字化处理研究

在不同喷淋量Q、管间距S、布液高度H下对半椭圆管水平降膜液膜厚度变化进行研究,同时与圆管、椭圆管的液膜厚度进行了对比,运用图像数字化处理得到降膜过程的气液界面线以及半椭圆管液膜厚度随管壁周向角变化情况。结果表明:对于相同截面周长的圆管、椭圆管和半椭圆管,在相同工况下,半椭圆管的平均液膜厚度最小;随着喷淋量的增加,液膜厚度先增加后变小;随着布液高度的增加,液膜厚度逐渐变薄;随着管间距增加,液膜厚度逐渐变薄;截面周长为79.8 mm、长短轴比为2.1的半椭圆管在喷淋量Q为0.14 L/min、布液高度H为15 mm、管间距S小于20 mm,液膜厚度稳定,有利于充分换热。

弯扭组合载荷下圆管半椭圆表面裂纹应力强度因子的有限元分析

对表面裂纹复合型应力强度因子的研究一直是线弹性断裂力学中的重要课题,例如弯扭组合载荷下圆管半椭圆表面裂纹应力强度因子的计算,到现在也没有一个正确的分析解.考虑到裂尖的应力奇异性,在裂纹前沿手动设置三维奇异单元,用三维有限元法中的1/4点位移法计算弯扭组合载荷下圆管表面椭圆裂纹前沿的Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型应力强度因子,并分析其随裂纹深度增加时的变化规律.运用该方法计算了有关模型的应力强度因子,并与该模型的实验值进行了比较,计算结果和实验结果吻合良好.

半椭圆固定阀塔板性能研究

应用空气–富氧水系统,在直径1 200 mm不锈钢塔内,对半椭圆固定阀塔板进行了实验室研究,研究结果表明:半椭圆固定阀塔板的压降略高于筛孔塔板,比F1浮阀塔板小得多,雾沫夹带率低于筛孔塔板和F1浮阀塔板,泄漏率比筛孔塔板低,比F1浮阀塔板高,传质效率优于筛孔塔板和F1浮阀塔板,是一种综合性能优异的塔板。

热交换管内壁子午面半椭圆裂纹应力强度因子数值计算

针对热交换管内壁存在的应力腐蚀开裂的强度问题,对内壁子午面半椭圆裂纹应力强度因子K_I求解模型进行了研究。使用了机加工的方法制作裂纹模型,并利用了光弹法测定K_I,进行了数值求解模型可靠性验证;对热交换管内壁子午面半椭圆裂纹在复杂载荷、不同裂纹深度a(1 mm、1.25 mm、1.5 mm及1.75 mm)和不同裂纹形状比a/b(0.1、0.2、0.3…0.8及0.9)下的K_I分布与扩展规律进行了归纳,提出了一些热交换管的疲劳寿命设计、可靠性分析或工况监测建议。研究结果表明:内壁所受压力P_i决定了K_I分布值大小,内外壁温度差ΔT对K_I分布影响也相对较大;将数值解和实验解、文献解进行了对比,其结果相互吻合较好。

半椭圆表面裂纹的有限元仿真

基于MSCMarc有限元软件,采用模块化有限元建模技术和接触技术仿真半椭圆表面裂纹(前缘曲线和节点),采用在裂纹前缘形成辐射状奇异单元网格的建模方法和接触技术来施加边界条件的方法,从而实现裂纹前缘奇异应力场和裂纹模型远场应力的模拟.