前馈模糊PID控制的直驱双泵控三腔缸系统

针对液压挖掘机在工作过程中大量动臂势能被浪费,提出一种复合速度前馈与模糊PID控制的直驱双泵控三腔缸系统。在MATLAB/Simulink中,建立直驱泵控差动缸系统模型,通过试验验证其正确性,在该模型基础上搭建直驱泵控三腔缸系统模型,设计速度前馈模糊PID控制器,建立挖掘机动力学模型,将所提出节能系统应用于挖掘机动臂。通过仿真,对动臂在典型挖掘工况下的运行性能及能耗特性进行分析。结果表明,相比于直驱泵控差动缸系统,所提出系统峰值功率降低25.12%和节能33.11%;同时所设计控制器将位移跟踪误差控制在3%,与传统PID、速度前馈PID相比,响应速度快、超调小、位置跟踪精度更高。

船用低速双燃料发动机预燃室引燃火焰的模拟研究

以RT-flex50DF船用低速二冲程双燃料发动机为研究对象,通过对模型的仿真计算分析了引燃火焰的流速及火焰面积在燃烧过程中的影响,总结了该低压喷射双燃料发动机引燃火焰的特点及燃烧过程。通过对比预燃室通道直径的方案发现,增大通道直径可以增加缸内的着火面积,加速燃料燃烧;减小通道直径可以达到增强缸内涡流的效果,提高火焰传播速度,但通道直径过大或过小都会对缸内燃烧产生不利影响。预燃室出口结构的方案通过保持出口截面积不变而增大火焰射流的表面积来加快缸内燃烧,避免孔径对缸内的湍流等参数产生影响,结果表明在该方案中合适的小孔尺寸可以提高缸内放热率的峰值,并缩短燃烧持续时间。

直驱泵控三腔液压缸挖掘机动臂节能研究

针对液压挖掘机动臂系统举升时峰值功率大、下降时重力势能转换为热能浪费等情况,提出直驱泵控三腔液压缸动臂节能系统。该系统采用柱塞缸与活塞缸结合形成的三腔液压缸,通过伺服电机驱动定量泵控制A,B腔,C腔与蓄能器相接进行存储释放势能,并对蓄能器不同初始压力下对系统能耗进行分析。同时增设逆变器、电容等对马达工况回馈的能量进行电气式能量回收。MATLAB/Simulink建立直驱泵控三腔液压缸节能系统模型。在仅动臂升降工况下进行仿真,结果表明,相比直驱泵控差动缸,提出的节能系统可降低峰值功率36.64%和节能40.24%,实现高效的势能回收,取得良好的节能效果,同时系统运行速度最大误差减小了23%,进一步提高了系统运行平稳性。

低排放的直喷式柴油机燃烧室形状的研究

针对６１１０直喷式柴油机进气系统和喷油系统的特点，设计了几种缩口燃烧室，研究了燃烧室形状对高压喷射直喷式柴油机性能和排放的影响规律。试验结果表明：缩口燃烧室有利于实现柴油机的动力性、经济性和排放指标的折衷，特别是创造了氮氧化物排放和微粒排放同时降低的条件；大的底台体积和较长唇部的缩口燃烧室有利于延迟喷油，可以更加有利于氮氧化物和微粒排放的降低；喷油提前角和喷雾锥角决定着燃油在燃烧室内的落点高度，决定着柴油机各项性能指标的好坏，它们需与燃烧室形状优化匹配。

用大角度伴随粒子法测量聚变中子产额及其校对实验

描述了用大角度（１７８．２°）伴随α粒子方法测量绝对Ｄ－Ｔ 聚变中子产额及其校对实验。为此，设计和加工了一套三叉管校对靶室。α粒子探测器分别置于与Ｄ＋ 束成９０°、１３５°和１７８．２°的方向上。测量和比较了三个方向的α粒子谱和绝对中子产额。分析了实验误差来源。并对实验结果进行了讨论。

隧道式挂面烘房干燥介质特征分析

为了解隧道式挂面烘房干燥介质(空气)流向、流速、温度、相对湿度的动态变化及分布特征,明确干燥介质参数之间的影响,该研究以5排60 m隧道式烘房为研究对象,利用Kestrel 4500型多功能便携式气候仪在线动态分析挂面干燥过程中干燥介质的流向、流速、温度、相对湿度。结果表明,挂面干燥过程中,风速、温度和相对湿度在烘房的4个干燥区段之间存在显著性差异。隧道式烘房的空气流动分布不均匀,风向主要偏向排潮口一侧,风速则表现为锯齿状波动式降低;温度呈现先上升后下降的趋势,在30~45 m干燥区内最高,均值为45.55℃;相对湿度逐渐降低。风速显著影响烘房内的温度和相对湿度。在15~30 m和30~45 m干燥区内,风速与温度极显著正相关(P<0.01);在0~15 m、15~30 m和30~45 m 3个干燥区内,风速与相对湿度极显著负相关(P<0.01)。风速对烘房内的温度和相对湿度在各干燥区段的影响方向和大小有所不同。

射频仿真暗室的静区分析

影响射频仿真暗室性能的因素是多方面的,从微波暗室布局、吸波材料性能、天线辐射方向特性3个方面,利用几何光学法分析了射频仿真暗室静区电平的分布规律,给出了暗室静区主极化电平计算模型.根据某研究所提供的4个频率(0.8 GHz,2 GHz,6 GHz和18 GHz)下吸波材料反射率及天线方向图数据,对该研究所射频仿真暗室的静区电平分布进行了仿真计算,给出了水平极化与垂直极化条件下静区中心面的电平分布.仿真结果表明,采用此方法能快速并准确的适用于射频仿真暗室静区的性能分析.

小缸径柴油机直喷式燃烧系统的研究与试验

本文论述了小缸径(80mm以下)柴油机直喷式燃烧系统的研究与试验,给出了有代表性的DI175F直喷式柴油机的研究试验结果,并与原机175F和国外同类机型柴油机性能做了比较。其比燃料消耗率由原机278g/(kW·h)降低到250.9g/(kW·h),手摇起动最低温度由原机0～5℃降低到—12℃。本研究结果性能指标已达到国外同类机型90年代水平,为我国小缸径柴油机直喷技术的应用提供了可靠的依据。

单室直接微生物燃料电池的阴极制作及构建

在研制含铁离子阴极电极板的基础上,构建了单室直接微生物燃料电池.通过实验考察了单室无介体微生物燃料电池的产电规律及阴极板中铁离子含量对产电的影响.实验证明,单室直接微生物燃料电池是可行的,电能的输出主要依赖吸附在电极表面的细菌形成的生物膜,而与悬浮在溶液中的细菌及溶液中的其他物质基本无关.在单室无介体微生物燃料电池的阴极板中添加铁离子,通过铁离子在二价和三价间的循环转化,提高了电子的传递速率,加快了质子和氧气的反应,电池的输出功率达到14.58mW/m2.

空燃比对含硼固冲发动机补燃室燃烧影响

进行了缩比发动机直连式试验研究,在燃气发生器试验和冲压发动机试验中对尾焰进行喷水收集残渣,研究了空燃比对含硼推进剂固体火箭冲压发动机性能的影响,并将试验结果与数值模拟结果进行对比。结果表明,研究的含硼推进剂配方具有良好的低压点火特性,并具有较高的喷射效率;冲压发动机尾焰中硼燃烧产物的直径都在5μm以下;当空燃比很高时,发动机虽能正常工作,但燃烧效率和喷管效率都很低。

喷淋方向对喷淋室内气-水热质交换的影响研究

为提高喷淋室的传热传质效率,采用数值模拟方法,开展上喷式、下喷式两种立式喷淋室内水滴运动规律,及气-水热湿传递效果的对比研究。研究发现:在初参数完全相同的情况下,上喷式喷淋室中水滴的停留时间比下喷式多停留4.7 s,上喷式喷淋室中水滴从温排风中吸收的热量较下喷式高3 K,说明向上喷淋比向下喷淋的传热传质效率更高。

CASTEX连续铸挤的侧向扩展挤压挤压力计算

以金属铅为坯料进行侧向扩展挤压模拟CASTEX机的径向扩展挤压.由变形流动规律建立简化力学模型推导挤压力计算公式并进行验证.

隧道式两排挂面烘房气流特征分析

为改进挂面干燥工艺,采用便携式微型气象仪研究了双排挂架隧道式挂面烘房风速和方向分布情况以及烘房挂面干燥过程的气流特征。结果表明,隧道式双排挂面烘房内风速呈波形分布,均值为0.82 m/s,绝大多数风速集中在0.00~2.00 m/s之间,侧风和逆风则集中在0.00~1.00 m/s区间内,烘房不同位置的风速具有不均匀性。风向受到风扇位置、排潮口位置以及烘房结构的影响,烘房左上、左中、左下部位主导风向集中在SW-NNW扇区,右上、右中、右下部位主导风向集中在NE-SSE扇区。

新型缸内直喷发动机滚流燃烧室设计与研究

为了获得更加节能、环保和高性能的汽油发动机,设计了一种适用于缸内直喷(GDI)发动机的新型滚流燃烧室,并将这种燃烧室应用于4G15缸内直喷发动机进行了实验研究.该燃烧室通过活塞顶上凸起面的作用,合理地组织了缸内气体流动.计算流体动力学(CFD)仿真分析表明,在不使用垂直向下滚流进气道的情况下,该燃烧室同样可以获得理想的滚流强度.实验结果表明,4G15发动机的稀燃极限可达25～27,其中17～19是效率最高的空燃比区间,该区间的效率较原机提高了10%左右.在理论空燃比的情况下,当废气再循环率(EGR)达到7%时,NOx排放的化学计量可以降低到无EGR情况的20%以下.

激冷室内气体穿越液池过程气液固三相的数值模拟

水煤浆气化炉激冷室内合成气穿越液池过程是复杂的气液固三相的流动过程,该过程起到合成气的进一步冷却及其所含凝渣捕集的作用。将欧拉和拉格朗日方法相结合,用VOF模型跟踪气液界面,用直接模拟蒙特卡罗方法(DSMC)计算颗粒碰撞。对含渣气体穿越液池的气液固三相流动过程进行了数值模拟,探讨了不同粒径、气流速度以及下降管出口淹没深度对气液流场以及对固体颗粒分离的影响。研究表明:气体出下降管后做流动方向急剧突变的流动,穿越过程气液形成具有一定周期的波状流动;含尘气体穿越液池过程对颗粒具有较高的捕集效率;颗粒的捕集效率随着粒径的增大而提高;随着气流出流速度以及下降管出口淹没深度的增加,液体的扰动加强,产生更多的液滴,有助于颗粒捕集效率的提高,但气流速度及淹没深度对颗粒捕获效率的影响逐渐减弱。

主动控制的直动式溢流阀压力特性分析

针对普通直动式溢流阀低阻尼易振动的特点,提出了一种溢流阀主动控制技术。该技术实时检测阀口压力与调定压力进行比较,利用偏差控制溢流阀前腔容积大小从而控制入口压力的方式来提高溢流阀阀芯的稳定性。分析了直动式溢流阀主动控制系统的工作原理,利用AMESIM软件建立系统模型,仿真分析了主动减振直动式溢流阀对不同压力、流量以及油液体积弹性模量的适应能力。结果表明:主动减振溢流阀具有较强的阀芯稳定能力和较好的适应工况变化的能力。

单室直接微生物燃料电池性能影响因素分析

利用构建的单室微生物燃料电池,进行了阴极板中铁离子浓度、阳极底物、底物浓度及阳极板面积对单室直接微生物燃料电池性能影响的研究.结果表明:在其它条件相同的情况下,随着阴极电极板中Fe3+含量的增加,电池负载输出电压随之提高;不同底物的阳极反应,随着产生的电子和质子数的提高,电量随之增大;输出电压亦随底物浓度的增加而提高,但底物葡萄糖的浓度饱和值为0.72g/L;增加阳极板数量加大阳极比表面积,更多的微生物吸附在阳极电极上传递电子,电池输出电压与阳极板数量不成倍数关系.此研究为单室微生物燃料电池的应用提供了理论依据.

活塞形状对直喷汽油机工作影响的数值模拟

通过三维CFD软件AVL-FIRE模拟了直喷汽油机的进气、喷油和燃烧等工作过程,对比并分析了4种活塞形状对混合气形成及燃烧过程的影响.计算结果表明:活塞形状对进气量影响不大;对于缸内正滚流和使用多孔高压喷油器的直喷汽油机,"平顶+凹坑"的活塞顶设计更有利于维持缸内湍流强度,并在点火时刻在火花塞附近形成可供稳定点火的可燃混合气;平滑的活塞顶使点火时刻缸内湍动能更强烈,有利于加速燃烧过程,缸内温度和压力峰值更高,动力性更好;较高的缸内温度和压力会增加NO的产量,但会减少碳烟排放.

不同喷孔夹角的直喷柴油机涡流室燃烧系统性能分析

为改善燃烧室内喷雾的空间分布,增强气流运动,促进油气混合,基于前期研究提出的新型直喷柴油机涡流室燃烧系统,对146°、150°、154°喷孔夹角的3种不同喷油嘴在燃烧室内的喷雾、混合气形成与燃烧过程进行了数值模拟。结果表明:从燃空当量比总体分布来看,采用146°喷孔夹角时混合气最均匀。燃烧涡流和逆挤流对速燃期的燃烧室内温度分布有较大的影响。154°喷孔夹角的NO排放量最低,而146°喷孔夹角的碳烟排放量最低。综合来看,150°喷孔夹角有较好的排放性能。

气化炉液池内单个高温气泡传热、传质的数值模拟

建立了气、液间传热传质数学模型,对单个热气泡在上升过程中与处于蒸发阶段的水之间的传热、传质规律进行了数值研究,获得了气泡半径、气泡温度、水蒸发速率以及蒸发量随时间的变化规律.研究表明:在水恒温蒸发阶段,由于传热传质的共同作用,气泡半径随着气泡的上升而变小,并逐渐趋于稳定;随着气、液间温度差的增大,气泡半径缩小得越快;在气泡与水开始接触时,水的蒸发速率及气泡内的水蒸汽增量最大;气泡温度在较短时间内急剧下降,并趋于稳定;随着气泡半径的缩小,气泡冷却速率提高;但随着接触时间的继续增加,对气体的冷却效果却无明显作用.