尾缘定常吹气对倾转旋翼机翼型气动性能影响

为改善倾转旋翼机气动性能,基于雷诺平均Navier-Stokes方程,采用数值仿真技术研究了尾缘定常吹气控制对倾转旋翼机翼型气动性能的影响。以A821201翼型为基础,系统地讨论了吹气角度、吹气速度和吹气孔宽度等参数对气动力的影响规律。计算结果表明:正角度吹气时,翼型的升力系数和升阻比要小于基础翼型;负角度吹气时,翼型的升力系数和升阻比要大于基础翼型。当吹气角为-45°时,相对于基础翼型,施加尾缘吹气控制后翼型的最大升力系数增加了6.48%,升阻比峰值增加了9.57%。在此基础上,随着吹气速度和吹气孔宽度的增大,翼型的升力系数和升阻比会进一步提升。当吹气速度为60m/s,吹气口宽度0.003C时,8°迎角状态下原来存在于A821201翼型上表面的分离涡完全消失。

落地红枣气吹集条装置参数试验研究

落地红枣在捡拾前进行集条可提高红枣收获机的捡拾效率。为探究气吹集条作业时最好的工作参数,设计了一种落地红枣气吹集条试验装置,主要由机架、风力调节机构、吹嘴调整机构及脚轮组成。以集条率为考察指标,以作业前进速度、吹嘴出口风速、吹嘴距地高度和吹嘴旋转角度为影响因素,通过单因素试验探究各因素对集条率的影响规律和合适的水平范围,并设计正交试验通过极差分析、方差分析和试验验证确定气吹集条的最优参数组合。单因素试验结果表明:吹嘴出口风速与集条率成正相关,吹嘴旋转角度、作业前进速度与集条率成负相关,吹嘴距地高度与集条率呈现波动关系,在10cm时集条率最高。正交试验结果表明:4个影响因素均为显著因素,各个因素影响集条率的主次顺序为吹嘴出口风速>吹嘴旋转角度>作业前进速度>吹嘴距地高度。同时,确定落地红枣集条的最佳参数组合为作业前进速度1.5km/h、吹嘴出口风速80m/s、吹嘴旋转角度为15°、吹嘴距地高度为15cm,该组合集条率为98.84%。

基于北斗导航气吹式精量播种机的设计与效益

针对目前耕地播种过程中存在作业环节繁杂,土壤团粒结构易被破坏和土壤养分易流失等问题,笔者研制了一种以气吹式精量排种器为核心的基于北斗导航系统的大型高效气吹式免耕施肥播种机。该系列免耕施肥播种机均由机架、排肥器总成、免耕施肥装置、双圆盘式播种开沟器气吸滚筒式排种器、对置式拨草轮等组成,以实现在全量秸秆覆盖的地块完成深12~15厘米的施肥作业,全方位疏松苗带土壤,一次性作业即可完成开沟、侧施肥、破茬、播种、覆土、镇压。与传统机型相比,其具备了节省时间和作业成本,保护土质,以及在雨养农业、没有灌溉的环境下比传统模式增产10%~25%以上等诸多优势。同时,该系列播种机在全国各地推广应用情况较为可观,且发展前景客观,所以其具备较为良好的效益。

尾流干扰下桥梁斜拉索风荷载的吹气控制

为了降低并列双圆柱(桥梁斜拉索的简化模型)在风荷载作用下的剧烈响应,提出了一种能同时抑制并列双圆柱风荷载的主动流动控制方法。采用数值模拟方法研究了并列双圆柱的流动控制效果,结果表明:并列双圆柱间距比为圆柱直径的3倍时风荷载最大,在圆柱尾部施加吹气速度为来流风速的1.5倍时控制效果显著,可以有效降低风荷载并抑制双柱的漩涡脱落。控制机理在于吹气可以有效减小每个圆柱的尾流宽度,抑制两个尾流的相互作用。

带气吹卸除装置的搅拌罐式过滤机残余滤饼去除率的试验研究

针对搅拌罐式过滤机卸料后存在残余滤饼的问题,设计了一套带气吹卸除装置并进行试验,研究了不同喷嘴类型、喷嘴吹扫角度、喷嘴距离滤饼表面高度对残余滤饼去除率的影响。结果表明:在喷嘴类型选用槽缝式吹气喷嘴、喷嘴吹扫角度45°、喷嘴距离滤饼表面高度选择100 mm、气源压力0.3 MPa、吹扫时间15 min的条件下,残余滤饼去除率最高,该结果可为该装置的工业化应用提供参考。

吹扫捕集/气相色谱-质谱法快速、高效测定地表水中氯丁二烯、异丙苯、四氯苯

采用吹扫捕集进样,建立了一种可以快速、高效测定地表水中氯丁二烯、异丙苯及四氯苯浓度的气相色谱质谱方法。通过对吹扫捕集进样的吹扫时间与温度等条件进行优化,确定最佳吹扫时间与温度,提高了方法的准确度和回收率。采用程序升温,并优化升温速率,大大降低氯丁二烯等化合物的检测时间。结果表明:在优化的试验条件下,氯丁二烯、异丙苯、四氯苯的分离效果良好,质量浓度在0.25~4.00μg/L,标准曲线线性关系良好,相关系数为0.9990~0.9999,方法检出限为0.003~0.006μg/L。该方法操作简便、高效,准确度、精密度高,适用于地表水中氯丁二烯、异丙苯、四氯苯的快速分析。通过对上海市4个水源水水样检测,氯丁二烯、异丙苯、四氯苯均低于该方法检出限。结果表明,上海市水源水中氯丁二烯以及文中研究的化合物存在的风险较低。

吹扫捕集/气相色谱-质谱法测定水质中1,4-二氧六环

建立了吹扫捕集/气相色谱-质谱法测定水中1,4-二氧六环的方法。对包括对吹扫流量、吹扫时间、干吹流量和干吹时间在内的吹扫条件进行优化,结果表明,最优吹扫流量和时间分别是120mL/min和20min,最优干吹流量和时间分别是200mL/min和2min。在最优条件下,采用内标法对1,4-二氧六环进行方法学考察,选择内标物为氯苯-D5,替代物为甲苯-D8。1,4-二氧六环在1~100μg/L范围内线性关系良好,相关系数为0.9997,检出限为0.06μg/L,相对标准偏差为0.67%~1.73%,回收率为96.5~100.8%。以上结果表明,该方法灵敏度高、准确,适用于水中1,4-二氧六环的测定,可为环境水样中该目标物的监测提供技术支持。

吹扫捕集-气相色谱法测定水中乙醛、丙烯醛和丙烯腈的研究

建立了吹扫捕集-气相色谱法测定水中乙醛、丙烯醛和丙烯腈的分析方法,并对吹扫时间、温度、流速以及解析时间进行了优化。在优化条件下绘制工作曲线,对方法检出限、正确度和精密度进行实验。结果表明,乙醛、丙烯醛和丙烯腈的工作曲线线性相关系数均≥0.9998,检出限均为0.003 mg/L、测定下限均为0.012 mg/L,加标回收率分别为88.6%~119%、98.2%~118%、94.2%~119%,相对标准偏差分别为1.8%~9.6%、1.7%~5.3%、1.4%~4.7%。该方法前处理简单、分离效果好、检出限低、灵敏度高、正确度高、精密度好、目标组分线性相关性好,且不需要使用有机溶剂,对环境的污染和实验人员的伤害小,能满足《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)[1]和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2022)[2]中的相关要求,可以用于地表水、生活饮用水中乙醛、丙烯醛和丙烯腈的测定。

吹气效应对含空气蒸汽冷凝特性影响数值分析

空气是含空气蒸汽冷凝过程中的主要热阻,因此,采用吹气装置减薄壁面附近空气层可明显提高冷凝性能。为评估吹气效应对含空气蒸汽冷凝特性的影响,本文开展了不同吹气参数(吹气高度Z、吹气口直径D、吹气口数量n)对含空气蒸汽冷凝影响的数值分析。结果表明:吹气装置能显著提高蒸汽的冷凝性能,当吹气流量m恒定时,随着吹气高度的增加,强化换热率呈现先增大后减小的趋势。此外,吹气口直径和吹气口数量与强化换热率始终呈负相关的依变关系。当吹气高度Z为0.7 m、吹气口直径D为8 mm、吹气口数量n为1时,吹气装置产生的强化效果最佳,可达411%。

基于吹气分离富集的异烟酸-巴比妥酸分光光度法测定水中痕量氰化物

鉴于氰化物转化成氯化氰是HJ 484-2009中异烟酸-巴比妥酸分光光度法测定氰化物的独立中间环节,利用氯化氰沸点低(14℃)、稳定性好的特性,提出了基于吹气分离富集的异烟酸-巴比妥酸分光光度法测定水中痕量氰化物含量的方法。以空气为载气,以异烟酸质量浓度为17.20 g·L^(-1)、巴比妥酸质量浓度为8.40 g·L^(-1)的溶液为吸收液(pH 5.85),利用特定的分离富集装置,完成空气净化、氰化物转化成氯化氰、氯化氰分离、氯化氰吸收及转化成聚甲炔染料等一系列过程,采用分光光度计测定吸收液在600 nm处的吸光度。结果表明:当样品、吸收液的体积分别为60.0,5.00 mL,空气流量为0.10 L·min^(-1),采用3级吸收,以总吸光度作为响应值时,氰化物转化系数为94.2%,富集倍数为11.3倍,检出限(3s/k)为0.1μg·L^(-1),测定线性范围为0.4~28.3μg·L^(-1);方法用于井水及河水中痕量氰化物的测定,氰化物质量浓度为1.2~8.9μg·L^(-1),回收率为92.9%~104%。

210t钢包底吹气过程传输现象的水模型研究

通过建立1∶5水模型对某厂210 t钢包底吹过程流场、混匀时间和渣眼分布进行了研究,讨论对比了不同钢包底部吹气流量、吹气位置和吹气孔夹角的影响。结果表明,吹气孔径向位置越靠近壁面,钢包内流体流动速度越大。混匀时间整体上随着吹气流量的增大而减小,并且在小吹气流量情况下混匀时间下降幅度较大,而在大吹气流量情况下混匀时间下降幅度较小;吹气孔间夹角不变时,混匀时间随着吹气位置离钢包中心的距离增加而减小;大吹气流量下吹气孔间的夹角的变化对钢包内流体混匀时间影响较小;通过不同吹气孔径向位置及夹角流场PIV测量及混匀时间试验得出的最佳吹气分布位置为(0.80 R,0.80 R,110°)。相较于吹气孔位置的影响,吹气流量是决定渣眼面积大小的关键因素。渣眼面积随着吹气流量的增大而增大,但当吹气流量大于12.6 L/min后,渣眼面积的变化趋于平缓。

不同贮藏温度及包装条件对乌天麻干片挥发性气味的影响

采用电子鼻及吹扫捕集-气相色谱-质谱联用技术(purgeand trap-gaschromatography-massspectrometry,PT-GC-MS)分析3个贮藏温度(10、25、40℃)及4种包装条件(空气、N_(2)、CO_(2)、脱氧)对乌天麻干片的挥发性气味的影响。结果表明:在120 d的贮藏期内,不同温度及包装下的乌天麻干片挥发性气味存在一定的差异。温度是影响贮藏期乌天麻干片挥发性气味最主要的因素,低温更有利于保持乌天麻干片挥发性成分。其次是包装条件,在同一温度条件下,脱氧处理更有利于保持乌天麻干片的挥发性气味。随着贮藏时间的延长,不同温度及包装条件下,乌天麻干片中挥发性物质在种类和含量上均发生变化,在120 d贮藏期内,10℃脱氧处理组共检测出挥发性成分29种,总含量为214.52μg/g,醇类占总挥发性成分的54%;酯类占总挥发性成分的14%;烷烃类占总挥发性成分的10%;与对照组的挥发性成分最为接近。综上所述,10℃脱氧包装为乌天麻干片最佳贮藏条件,在该条件下贮藏,乌天麻干片的风味成分损失最小,可在较长贮藏期内有效保留乌天麻干片的风味成分。

交替吹气钢包中示踪剂传输过程的数值模拟

炼钢生产过程中,改善钢包中的流场对提高钢液纯净度、均匀化学成分和温度、缩短混匀时间有重要的作用。在钢包中进行交替吹气可以改善钢包中的混匀过程。使用STAR-CCM+软件对130 t钢包按1/5比例缩小之后的水模型进行数值模拟研究,探究了在不同时间点进行交替吹气后流场的变化、示踪剂传输过程、混匀时间的变化。研究结果表明:采用交替吹气时最终会形成与单孔吹气呈镜像的流场,达到稳定流场所需的时间在55~76 s之间。交替吹气后,由于惯性,示踪剂仍会以逆时针的环流向钢包表面传输,交替流场形成后,示踪剂以顺时针的主环流进行传输,此时死区位于钢包底部的前下方和后下方。交替吹气的时机会影响示踪剂参与逆时针的惯性引起的环流和参与新流场中顺时针主环流的分配比例。与单孔吹气相比,采用交替吹气钢包顶部监测点的混匀时间有所缩短,底部监测点的混匀时间有所增加。

尾部吹气控制对城轨列车气动阻力的影响

为了探索尾部吹气控制对城市轨道交通列车气动阻力的影响,采用基于Realizable k-ε两方程模型的DDES方法模拟列车明线运行时的车身周围流场结构,分析了在尾车不同位置施加吹气控制,以及不同吹气速度的影响规律,并通过风洞试验结果验证了文章选用的数值模拟方法。研究结果表明:压差阻力是列车阻力的重要来源,约占总阻力的80.1%,摩擦阻力占比约为19.9%;列车尾车设置吹气控制可显著减小列车气动阻力,且对列车压差阻力的影响远大于摩擦阻力;不同吹气方案下,尾车减阻效果最显著,其次是中间车,最高减阻率分别为27.6%和4.6%;分离点区域压力和流向涡强度是影响列车阻力的重要因素,吹气边界靠近流向涡涡核时可弱化流向涡强度,特定吹气边界控制下列车尾车压差阻力的减阻率高达31.9%;列车气动减阻率随吹气速度增大而增大,当吹气速度由0.2U增大至0.4U时,整车气动减阻率由7.9%增大至12.2%,继续增大至0.6U气动减阻效果减弱,整车减阻率增大至12.9%;集中吹气点通过改变吹气方向与壁面切线方向的夹角来控制尾流结构,当集中吹气点从距尾车鼻尖点1.5 m增大至5.0 m时,列车气动减阻率由12.9%减小至11.3%。

基于Fluent的韭菜气吹清洗系统的设计与试验

目前,国内部分根茎类蔬菜清洗技术已经有了不错的进展,但叶菜类等易损伤蔬菜的清洗技术进展缓慢,急需清洗技术相关的理论体系与设备。为此,创新性地采用气吹式清洗方法,运用Fluent软件分析计算得到流场结果与韭菜的风压分布,确定了韭菜受力最大值集中点,即分别在迎风面、韭菜叶中部、根部及正对喷嘴的位置,且这些位置在实际中会产生一定的位移量。同时,结合速度云图与筛网空隙反馈,提出优化喷嘴流速的解决方法并通过三因素二次旋转正交组合试验与台架试验综合测得数据:当清洗量为0.993kg、清洗时间为46.693s、气吹强度为2.391m/s时,气吹效果最好,洗净率86.3%,破碎率3.5%。研究结果为易损伤蔬菜的清洗方法与流程提供了理论基础与方向。

EAST托卡马克激光吹气杂质注入系统控制系统设计及测试

开展托卡马克等离子体中杂质输运与杂质控制研究对于提升等离子体约束性能与保障装置安全有重要意义。为了在EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)托卡马克装置上开展杂质输运研究,需要发展一套用于注入示踪杂质粒子的激光吹气(Laser Blow-off,LBO)微量杂质注入系统。本文描述了一种用于EAST托卡马克装置上LBO系统的控制系统设计过程与测试结果。该系统采用了全新的自动控制流程,使得系统可以重复、定量地向EAST等离子体注入不同元素的示踪杂质粒子。该设计通过STM32单片机系统实现对聚焦透镜位移、激光器被触发时刻的准确控制,且激光光斑直径可调,以改变杂质注入量。测试结果显示,系统能快速检测到外触发信号并实现精确定时,激光光斑聚焦位置误差小于0.40 mm,达到激光吹气杂质注入实验要求。本研究对在EAST装置上开展等离子体杂质输运研究具有重要意义。

隔离模块在吹气式液位监测系统中的设计

针对分布式控制系统(DCS)控制柜现场调试中出现的无法采集吹气式液位计变送器信号问题,对DCS控制柜各关键模块进行了全面测试排查和分析,确定了故障模块及无法采集信号的原因,提出了5种可行的工程解决方案。综合考虑工程项目进度、成本等多方面因素,对5种解决方案的优势和劣势分别进行了分析和对比,确定了对工程项目影响较小的新增隔离模块解决方案,并对DCS控制柜进行了设计修改。对设计修改后的DCS控制柜开展了功能测试和试验验证。试验结果表明,DCS控制柜能够正常采集吹气式液位计变送器信号,系统运行稳定,满足设计和技术规格书要求。新增隔离模块技术解决方案属于吹气式液位监测系统的成功应用,对后续工程项目的吹气式液位监测系统设计具有指导价值,对控制柜调试中出现的类似问题解决具有重要参考意义。

一体化吹气仪表的研发与应用

在传统吹气测量系统的基础上引入一体化吹气仪表概念,重点阐述在核燃料后处理厂率先应用的模拟型一体化吹气仪表的设计思路和开发方案,简要介绍智能型一体化吹气仪表的设计思路和开发方案。实际应用表明:一体化吹气仪表的应用,有效节约了安装空间,解决了大量吹气测量系统仪表及管线布置难题,而且显著降低了吹气测量系统的安装和维护成本。

气吹脱沼液辅助CaO联合预处理增强玉米秸秆产甲烷性能

为了降低玉米秸秆碱预处理过程中药剂的成本,探究了气吹脱沼液辅助CaO(投加量3%、5%、6%和8%)联合预处理对玉米秸秆厌氧消化产甲烷性能的影响,并与未气吹脱沼液辅助CaO预处理进行对比。结果表明,相比未气吹脱沼液辅助CaO和未预处理组,气吹脱沼液辅助CaO联合预处理组能获得最高的木质素降解率和累积甲烷产量,其中气吹脱沼液辅助8%CaO联合预处理组的累积甲烷产量达到209.24 mL/g VS,较未预处理组(124.27 mL/g VS)提高68.36%。工程经济分析表明,气吹脱1 h高温厌氧沼液辅助3%CaO联合预处理组能在最低CaO投加量下获得最高利润达533.47元/t秸秆,较未预处理组提高50.30%。

曝气吹脱及气洗炭池对水厂三氯甲烷的控制

预氧化是水厂水处理工艺中产生消毒副产物最多的阶段,其中消毒副产物以三氯甲烷为主,且难以被常规工艺及生物活性炭池等深度处理工艺去除。本研究通过在活性炭池前曝气和优化炭池反冲洗方式,对炭池出水三氯甲烷浓度进行控制。结果表明,气水比为10∶1的条件下曝气出水三氯甲烷质量浓度显著降低至10μg/L以下。同时,与水洗反洗相比,气洗+气水联合反洗方式可有效洗脱活性炭上吸附的三氯甲烷,减少三氯甲烷的解吸。曝气+炭池气水联合反冲洗既可同时控制三氯甲烷及其前体物浓度,还能抑制藻类滋生,具有较好的应用前景。