立德树人视域下机电专业课程维度创新与优化——以“液气电控制技术”课程为例

以机电类专业核心课程“液气电控制技术”为例,探索课程思政的重塑途径和创新模式。将培养德才兼备的复合型高素质技能人才作为课程思政建设的目标,从顶层设计、思政元素挖掘、典型案例库建立、思政点融入方式等四个层面逐步构建教学改革的框架,实现了专业知识与思政要素的高精准、全过程、深渗透的多阶段融合。此外,推行“岗课赛证”一体化的创新教学模式,确保课程教学紧密对接产业发展,并与技能竞赛、职业技能等级证书全面相融,提炼出“2-8-2”十二步混合式课堂实施流程,体现新时代教学理念的创新与升华,实现了专业课程与思政教育协同育人,对其他专业课程的思政改革起到了一定的辐射示范效应。

塔拉单宁液气射流氧化法制备鞣花酸

为解决五倍子原料稀缺的问题,以塔拉粉为原料,采用液气射流技术对塔拉单宁溶液进行氧化制备鞣花酸,探究鞣花酸的纯化方案,确定一条比较理想的工艺技术。通过高效液相色谱仪、紫外可见分光光度计、傅里叶变换红外光谱仪、同步热分析仪检测分析得到的样品。结果表明,以塔拉粉为原料制备鞣花酸的较优工艺条件为:采用水提法提取得到塔拉单宁溶液,塔拉单宁浓度为30 g·L^(-1),用12%NaOH溶液调节反应液的pH值至8.5,反应温度30℃,反应时间6 h,所得到的固相经碱溶酸沉后其鞣花酸的收率为44.58%,质量分数为88.69%,选用溶剂洗涤法对碱溶酸沉后鞣花酸样品进行再纯化,此时得到鞣花酸的收率为61.70%,质量分数为94.69%。此制备方法大幅度缩短了制备的反应时间且质量分数较高。

基于Fluent的多级串联喷嘴液气射流泵的抽气性能研究

为提高液气射流泵的抽气性能,在其主喷嘴后设置了多级串联喷嘴,通过Fluent软件对常规液气射流泵和多级串联喷嘴液气射流泵内气液两相流体运动情况进行了数值模拟,对比分析了相同工况下两种类型液气射流泵的抽气性能、压力场分布、速度场分布和气相体积分数分布。结果表明:在工作流体进口压力(表压)为0.3 MPa、0.35 MPa和0.4 MPa下,多级串联喷嘴液气射流泵的抽气性能较常规液气射流泵分别提高了18.1%、13.4%和20%,多级串联喷嘴结构有利于气液两相流体的混合和动量交换。研究结果对液气射流泵的优化设计和抽气性能提高具有一定的参考意义。

井口控制装置用液气控制阀启闭特性研究

防喷器使用液气控制阀控制系统动力泵的启停,稳定控制系统管汇压力。针对现场普遍存在管汇压力波动大的现象,通过数值建模,从气源压力、油压端口面积以及弹簧刚度3个方面进行研究,分析液气控制阀启闭特性,并进行试验验证。研究结果表明:气源压力对液气控制阀启闭特性影响较小,油压端口面积与启闭压差成线型反比关系,弹簧刚度与启闭压差呈二次曲线关系。试验证明:为实现稳定精准控制,弹簧刚度应设计在94~97.3 N/mm之间为宜;同时应合理增加液气控制阀油压端口面积。所得结论可为提升液气控制阀控制精度提供理论依据,保障管路系统的安全性和可靠性。

液气射流泵内部流场的数值计算

通过闪频仪观测,泵内部流动可分为分层流、液滴流和泡状流.为了简化模拟和计算,将计算区域分为部分喉管和扩散管两块.对液气射流泵喉管内部射流流动,建立抛物型流动方程组,采用控制容积法将方程组离散,并用TDMA法求解;对扩散管内部泡状流,采用双流体模型建立液气两相流方程组,混合有限分析法离散,压力耦合半隐式方法(SIMPLE)求解.数值模拟获得液气射流泵内部流速分布.计算预测的射流碎裂位置与试验观测结果一致;壁面压力分布计算值与试验值吻合较好,趋势相近.计算结果能够较好地反映液气射流泵外部水力性能,为液气射流泵的优化设计与运行提供参考.

大斜度高液气比气井连续携液气流速预测方法

南堡油田天然气井液气比高,井型以定向井、大斜度井为主,现有携液液膜模型未充分考虑倾斜角的影响,导致临界携液气流速计算不精确。基于倾斜管环状流液膜厚度分布实验数据,提出了倾斜管底部液膜厚度与垂直管环状流液膜平均厚度之间的关系式,确定了垂直管液膜平均厚度以及界面摩擦因数的经验关系式,建立了大斜度高液气比气井临界携液气流速预测新模型。实验和生产数据表明,模型准确可靠,临界携液气流速平均误差-7.67%。该模型是对现有定向井携液理论的发展和完善,有助于提高气藏大斜度井的管柱设计水平、气井配产水平以及气井投产后的积液诊断能力。

液气射流泵研究应用进展

液气射流泵是利用射流紊动扩散作用来传递能量及质量的流体机械和混合设备。该泵具有无运动部件、结构简单、工作可靠、安装方便等优点,因此被广泛应用于渔业、电力、化工、环保、消防、石油以及航空航天等领域,但其传能效率低一直是国内外学者所关注的问题。概述了国内外液气射流泵的主要研究成果,总结了其主要研究方法。特别介绍了液气射流泵在深海石油开采和海水淡化中的应用,并提出利用脉冲射流提高液气射流泵效率的新研究方向。

液气比对湿法脱硫系统能耗的影响及节能潜力分析

基于某1000MW级燃煤电厂1号机组实际运行中的大量数据,探讨了液气比对脱硫效率和电耗能的影响;运用正态分布统计分析,探索机组控制净烟气SO_(2)平均浓度在23mg/m^(3)左右时所需的液气比大小和对应的pH值,讨论液气比对脱硫能耗的影响及节能潜力,得出将液气比控制在合理的范围内可以达到良好节能效果的结论。

HYQF1.6/6-24/240-W钻井液气分离器的研制与应用

针对目前国内钻井队对钻井液气分离器的需求,研制开发出了HYQF1.6/624/240W钻井液气分离器。该钻井液气分离器根据强制重力分离原理,采用二相分离器,折板除雾器除雾效果好,不易堵塞,丝网除沫器能除尽细小液滴。该钻井液气分离器为卧式结构、升降式底座,容积大、液气处理量大、工作压力高,陆地钻井和海上钻井平台钻井都适用。罐内设置暖气片组,通上气暖或水暖在寒冷冬天不影响使用;液气分离器分离出的液体进入循环罐后继续使用;分离出的有毒、有害气体用排气管线引出井场;点火管上安装的点火器会自动点火燃烧,利于环境保护,较好地克服了现有钻井液气分离器存在的不足,满足了气侵钻井液处理的要求。

列车套缸式液气缓冲器缓冲过程中液气温升计算方法

液气缓冲器工作时,车辆冲击动能大部分转化为热能,使液气缓冲器内的油液和气体温度升高,向周围环境放热逸散。分析了液气缓冲器被撞击前后,缓冲器内流体体积、压力和阻抗力的关系,推导了套缸式液气缓冲器的缓冲能量、气体吸收能量、油液耗散能量计算公式,提出了套缸式液气缓冲器缓冲过程中油液和氮气温升计算方法,结合车辆连挂实际,给出了套缸式液气缓冲器缓冲过程中油液和氮气温升计算算例。

热源塔液气比优化分析与实验研究

针对夏热冬冷地区对冬夏两季双高效供冷/供热空调设备的需求,提出了采用热源塔热泵达到夏季高效供冷而冬季高效供热效果的解决方法.对热源塔热泵的原理和工作过程及其与冷水机组和空气源热泵的异同点进行了分析,建立了叉流式热源塔装置,并在不同室外空气参数情况下,以水和溶液(乙二醇水溶液)作为介质且在不同液气比时,对热源塔换热性能进行了研究.实验结果表明:调节室外空气温度从5.5℃升高到18.5℃,分别运行乙二醇水溶液和水,热源塔液气比优化值基本保持在0.25～0.4,而热源塔作为冷却塔使用时液气比优化值为1.33～1.67左右.冷却塔/热源塔的液气比优化值在冬季时小于夏季,此结果将为热源塔的设计及其应用提供实验数据支撑.

新型铁道车辆液气缓冲器动态特性

为了提高货车编组场的安全连挂冲击速度和调车作业的效率,开发新型铁道车辆缓冲器,概述了新型铁道车辆液气缓冲器的基本结构及其工作原理,建立了新型液气缓冲器的列车纵向动力学计算模型,利用数值模拟方法对液气缓冲器进行了动态特性分析。计算结果表明,新型液气缓冲器调车冲击时,在阻抗力不超过2 200 kN时,容量可以达到160 kJ,吸收率大于90%,新型液气缓冲器能使货物列车的紧急制动特性和起动牵引特性满足车辆使用要求,提高车辆的调车冲击速度,减缓及耗散列车在运行中车辆间的纵向冲击和振动。

液气循环压缩空气储能系统建模与压缩效率优化控制

微小规模的压缩空气储能是一种很有前景的电力存储方式,可用于再生能源发电、电网平衡维持和后备电源供电。这类压缩空气储能系统的主要特点是电气驱动技术,与传统压缩空气储能关注的热力学和涡轮发电技术不同。利用人工气罐存储压缩气体的小容量液气压缩空气储能系统对于将来的能量存储具有广泛的适用性。提出一种机械全桥控制的液气循环压缩空气储能方式,通过优化控制可获得更高的气体压缩释放效率。利用宏观能流表示法进行仿真建模,该建模方式利用特殊的反演控制规则,能够简化不同形式能量交互作用系统的控制。并对控制进行优化设计,采用分段压缩比压缩控制和最大效率点跟踪算法,实现更高的压缩转换效率。仿真结果表明利用该模型和控制方式对能量转换和存储的特性影响显著。

机车车辆液气缓冲器特性研究

概述了铁道机车车辆液气缓冲器的基本结构及其工作原理,并根据流体力学和热力学的基本理论,建立了液气缓冲器的动力学计算模型,利用数值模拟方法分析研究了液气缓冲器的静态特性和动态特性,为液气缓冲器在铁道机车车辆上的应用提供了理论依据。

低液气比混合润滑下的动压密封性能分析

针对小液滴均匀分布在气相中的两相润滑状态下的密封工况,建立气液混合物理模型,推导气液两相混合流体的等效黏度,建立气液混合润滑动压密封端面间的气液混合润滑Reynolds方程。利用MATLAB软件编写有限元程序求解气液混合润滑Reynolds方程,得到动压密封端面间气液混合流体的压力分布及密封性能参数,并分析在操作工况一定时,液气比对密封性能的影响。分析结果表明:在相同的膜厚下,液滴增强了端面流体动压效应;动压密封在运转过程中,端面密封间隙、摩擦功耗和质量泄漏率随液气比的增加而增加,体积泄漏率随液气比的增加而减少,而刚度随液气比的增加先增加后降低,存在最大值。

液气比对石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程的影响

石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中,液气比是影响系统脱硫性能及经济性的重要参数。利用所建立的并流有序降膜式湿法脱硫装置,进行了液气比对石灰石-石膏湿法脱硫过程影响的试验研究。结果表明:脱硫率随液气比增加而增加;当液气比小于8 L/m3时,增加液气比能更有效地提高脱硫率;液气比增加,吸收塔吸收段出入口的浆液中石灰石浓度差降低,吸收段内浆液中石灰石溶解量增加,浆液中石灰石浓度增加。

液气射流泵扩散管内部流动试验研究

采用压力传感器对扩散管壁面压力进行了测量,获得不同工作水压力和不同气液体积流量比时的扩散管增压情况.结果表明：在给定试验尺寸的有机玻璃制作的液气射流泵扩散管中,壁面压力上升的增量范围为2~5 kPa,且存在压力下降然后再上升的现象,因此,对于垂直安装的液气射流泵,需要考虑其尺寸高度产生的静压对扩散管内部流动的影响;扩散管内部流动对液气射流泵的射流混合性能影响较大,其中液气两相混合在喉管内的初始断面位置的变化对扩散管角度的设计有较大影响.采用PIV装置对扩散管内部液相流速分布进行了试验测量,获得2种气液比情况下扩散管轴线速度和断面速度分布,结果表明：轴线速度衰减约20%;扩散管的断面速度分布不均匀,在气液比较小时,出现流动偏向一侧的情况.该扩散管内部流动的研究结果可为液气射流泵应用于曝气、气体吸收等领域提供一定的理论基础.

以甲苯为前驱体化学液气相沉积法制备碳/碳复合材料

以甲苯为前驱体利用化学液气相沉积法,采用碳布叠层作预制体,于950℃下沉积9h制备了密度为1.63g/cm3的碳/碳复合材料.用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线粉末衍射(XRD)等手段对所得的材料进行了组织结构分析,并测定了其力学性能.实验结果表明,以甲苯为前驱体利用该方法可以制备组织结构比较均匀的碳/碳复合材料.用GC/MS气相色谱质谱联用仪对甲苯热分解产物(不挥发成分)进行了成分分析,提出了甲苯裂解制备碳/碳复合材料的初期热裂解机理和热缩聚机理.

液气射流泵扩散管内气泡尺寸的试验研究

在工作水压力小于500kPa的低压水射流情况下,通过取样法和摄像法试验研究了下喷式液气射流泵扩散管内部气泡直径范围,获得内部气液两相流动情况及气泡分布特性。在一定的孔口雷诺数下,不同气液比下扩散管中气泡直径范围约80%集中在0.6～1.3mm。测量不同孔口雷诺数下的气泡直径,在孔口雷诺数较小的情况下气泡直径变化明显,最大直径可以达到3mm左右。由试验结果可以看出,气液比的变化相对于工作压力的改变对气泡尺寸影响比较明显。液气射流泵作为气液接触、射流混合及反应的设备,用于气体的吸收和分离操作。其含气率和气泡分布以及相接触面积是内部射流混合的重要参数。研究结论和结果有利于进一步提高气液两相混合效果。

液气射流泵喉嘴距数值模拟及其最优范围确定

基于Fluent软件在不同流量比及不同喉嘴距下对液气射流泵进行了三维数值模拟,获得了液气射流泵的压力比和效率的仿真结果,并对不同工况下液气射流泵的性能曲线和效率曲线进行分析比较。结果表明:当喉嘴距不变时,随着流量比的增加,压力比逐渐减小;当流量比不变时,随着喉嘴距的增加,液气射流泵的效率先增加然后迅速减小,当喉嘴距为1.5倍喷嘴直径时,液气射流泵的效率最高;以效率最高点下降5%为标准,确定了液气射流泵最优喉嘴距范围为1.0～1.7倍喷嘴直径。