基于装置运行平稳性的石油化工安全管理策略研究

为了找出并评价石化装置支配性风险因素,实现安全生产风险源头控制和管理,满足石化装置安全生产风险控制的高效性要求,通过建立石化装置事故风险影响模型,运用决策试验与评估实验室方法(DEMATEL)从“现代事故因果连锁理论”视角分析发现人、机(物)等风险因素都受管理因素支配。进而,基于工艺稳定性、工艺稳定性修正、非计划停工3个指标建立石化装置平稳性模型,对装置运行平稳率进行追踪统计,并通过实例对该模型进行了分析和验证。结果表明:该石化装置运行平稳性模型可以量化追踪事故风险支配性因素的控制效果,可展示石化装置不同阶段下的风险特点,可作为装置事故风险预警指标和安全管理绩效指标,可提高装置的安全管理水平。

排岩机履带行走装置接地比压分布规律研究

针对目前接地比压分布不均匀问题,本文以排岩机为例,建立了履带行走装置接地比压计算数学模型。基于Solidworks、MATLAB软件,对排岩机重心空间坐标值与其受料臂旋转角度、排料臂上仰角度及车体回转支承旋转角度进行了拟合。进一步通过ANSYS Workbench仿真软件,证明了所建接地比压计算模型的正确性。研究分析了接地比压随受料臂旋转角度、排料臂上仰角度、排岩机车体回转支承旋转角度的变化趋势。这里研究成果可为各种履带行走设备整机的设计及其工作地基的处理提供一定的参考。

空间植物栽培装置方案与验证

为满足空间植物培养的需求,基于空间微重力环境和平台资源约束,开展了根部水分和养分控制、栽培室大气环境控制、光环境控制等方面的空间植物栽培装置方案研究。研制了具有水分/养分供应、大气环境控制、光源、测量与控制、栽培室和根盘等6个功能模块的空间植物栽培装置。开展了装置的集成与调试,对装置各功能模块设计合理性进行验证。最后利用组合体试验平台,进行装置各功能模块集成性能验证、植物功能评价验证(生物学特性、物质和能量交换、营养品质和生物安全性等)及植物栽培流程验证(流程合理性、资源需求及保障、与环境之间的相互影响)。验证结果表明:水分供应、养分供应、大气环境控制、植物光照控制和参数测量控制等性能良好,能够满足植物培养对各类生长环境条件的需求;生菜生长旺盛,生产效率101.31 g(鲜质量)·(kWh)^(-1)·d^(-1)·m^(-2),光能利用率0.31 g(干质量)·mol^(-1)光子,富含各种营养,食用安全。装置方案和植物栽培流程合理可行,性能良好,具有较高的植物生产能力。研究结果为后续开展空间植物栽培装置研制奠定了技术基础。

国内首套ORP除烯烃装置的工艺及应用研究

美国UOP公司新研制的ORP除烯烃装置首次在中国石油广东石化公司260万t/a芳烃联合装置进行了工业应用。该装置用于脱除重整上游重整生成油中的烯烃,在45~110℃工作温度､2.1 MPa操作压力､5.0质量空速条件下,可满足下游吸附分离单元对进料中溴指数低于20×10^(-6)的进料要求。通过与传统的酸性白土吸附工艺的对比,分析其工艺､操作､参数和配备设施等情况,研究表明,该ORP除烯烃装置具有低生产成本､催化剂可在线再生､大幅降低固废产生､可根据不同生产状况及时进行调整等优点。

结构力学位移法实验教学装置开发及教学实践

位移法基本原理是结构力学课程的难点和重点内容,该方法构建的基本系高度抽象,学生在学习过程中普遍感到难。将理论教学与实验教学相结合,开发了位移法基本原理的教学演示装置和实验装置。将基本系中无中生有的“刚臂”以实体部件的形式展现出来,再现“刚臂”的“放松”和“锁住”效果。从演示装置的定性分析和实验装置的定量分析2个角度阐述位移法基本原理,通过这2个装置再现位移法中原结构和基本系的变形过程。学生可以看到“结构”,看到“结构变形”,看到“基本系”及其在外荷载和结点位移单独作用下的2个状态,将抽象的位移法基本系形象化、直观化,加深了学生对位移法基本原理的理解。

新型棘突间撑开融合装置BacFuse修复腰椎退行性病的生物力学特征

背景:近年来,棘突间撑开融合装置BacFuse应用于腰椎退行性疾病的治疗并取得了良好的临床疗效,但目前其相关的生物力学特征暂无相关报道。目的:探索棘突间撑开融合装置BacFuse在腰椎退行性疾病中应用的生物力学特征。方法:构建山羊离体脊柱模型(L_(1)-L6),模拟手术分为4组,分别为对照组、BacFuse固定组(L_(3/4))、钉棒固定组(L_(3/4))及Topping-off组(L_(3/4)钉棒固定+L_(2/3)BacFuse固定)。搭建山羊腰椎手术模型力学测试系统,采用生物力学机器进行力学加载,模拟腰椎在前屈、后伸、侧屈及旋转时的运动模式(4 Nm的力矩),采用视觉追踪系统进行定位捕捉,并完成力学及光学校准,通过计算得出L_(2/3)、L_(3/4)、L_(4/5)节段的活动度。结果与结论:①相对于对照组,BacFuse组L_(3/4)固定节段在前屈、后伸、侧屈与旋转方向上活动度分别减少27.27%,70%,38.1%及23.08%(P<0.05);钉棒固定组L_(3/4)固定节段在前屈、后伸、侧屈与旋转方向上活动度分别减少72.73%,80%,71.43%及73.08%(P<0.05)。②相对于对照组,BacFuse组邻近节段L_(2/3)在后伸、侧屈及旋转方向上分别增加33.33%,25%及23.81%(P<0.05),前屈活动未见明显变化;钉棒固定组的邻近节段L_(2/3)在前屈、后伸、侧屈与旋转方向上的活动度分别增加50%,44.44%,50%及58.96%(P<0.05);③相对于对照组,BacFuse组邻近节段L_(4/5)在后伸、旋转方向上分别增加27.3%,17.39%(P<0.05),前屈、侧屈活动未见明显变化;钉棒固定组的邻近节段L_(4/5)在前屈、后伸、旋转方向上的活动度分别增加38.89%,22.73%及26.09%(P<0.05),侧屈活动未见明显变化;④与钉棒固定组相比,Topping-off组L_(2/3)椎间活动度在前屈、后伸、侧屈、旋转分别减少37.04%,73.08%,56.67%及38.46%(P<0.05);与钉棒固定组相比,Topping-off组L_(4/5)节段椎间活动度在前屈方向上减少20%(P<0.05),后伸、侧屈及旋转未见明显区别;⑤提示BacFuse能够显著减少置入节段的活动度,提供一定的稳定性;相对于钉棒固定,仍然保留有较多的活动度,可减少对邻近节段的影响,同时可用于钉棒固定的Topping-off技术,显著减少了邻近节段的活动度,降低邻近节段退变的风险。

体积可调型蔬菜培养装置的研制及特性分析

目的研制体积可调型蔬菜培养装置,满足空间开展蔬菜培养技术研究的需求。方法通过设计光照通风模块、生长模块、栽培盘模块和测量模块并采用伸缩式结构,研制三套蔬菜培养装置并进行性能验证实验和特性分析。结果研制完成的蔬菜培养装置可在250~700 mm高度范围内调节,配置三种光谱组成的LED光源,栽培篮与基质可移动或替换,基质中的水分、电导和温度参数,以及大气二氧化碳浓度等参数均可在线监测。验证实验表明,装置性能和各项指标均满足后续开展“不同光质对植物生长的影响”的研究需求。结论研制完成的体积可调型蔬菜培养装置,重量轻、体积小,所培养的莴苣(12株/0.12 m^(2))生产能力达49.7克/株(鲜重),可为后续研制在轨蔬菜培养装置提供技术支持。

育种播种机钢索复卷测程装置的结构设计与试验

目前,小区育种播种机定长获取方式主要通过人工测量,效率低且作业强度大,严重制约了小区育种机械的快速发展。为此,设计了一种钢索复卷测程装置,采用自动收放式测程,通过探测装置检测钢索固定的钢制或橡胶等材质球体获取小区育种播种机区间位置数据信号。为了确定不同前进速度下钢索复卷测程装置连续工作的合理参数范围,通过样机试验对装置进行参数优化。试验结果表明:往复导线轮V型角度在10°~20°之间,往复丝杠长度在400~450mm之间,装置运行稳定且无钢索缠绕和收排线集中等问题,带有触点式的行程开关的信号传输和控制运行稳定可靠,达到了育种播种机测程的要求。

半地半轨双层立式停车装置框架多目标结构优化

为实现半地半轨双层立式停车装置框架结构的轻量化,利用UG建立停车装置框架三维模型,并导入到ANSYS Workbench中进行静力学和模态分析,获得框架等效应力、总体变形、安全系数云图以及前6阶固有振型与频率,找到框架结构的冗余和薄弱部位,再分别以框架横梁和立柱截面的宽度、长度和厚度为优化变量,质量、应力、变形和安全系数为优化目标,以截面尺寸范围、许用应力和最小安全系数为约束条件,建立优化数学模型。然后在ANSYS Workbench响应面优化模块中进行试验设计,并采用多目标遗传算法对框架横梁和立柱的截面尺寸进行多目标优化,得到其截面尺寸的Pareto最优解集和候选设计点。在此基础上,提出框架整体优化设计方案并完成静力学验证。结果表明,优化后的框架整体总质量由优化前的988.731kg降低到664.645kg,降幅达32.78%,优化效果显著,并且其强度、变形和安全系数均满足安全要求。

大科学装置的建设运行、效应影响及经验启示:综述与评估

大科学装置具备重大科学意义、国家意义和社会意义,学界对大科学装置的关注与日俱增。基于科学引文索引数据库(WOS)和中国知网数据库(CNKI),对从社会科学角度研究重大科技基础设施的国内外文献进行搜集、筛选和编码,并展开系统分析和内容分析,对国内外重大科技基础设施研究进行系统全面梳理,把握整体研究脉络的同时,挖掘其研究特点。已有研究达成若干共识:大科学装置通过适应环境变化实现长期生存,对大科学装置的评估需要采用多维度、多手段的框架体系,大科学装置具有显著的科学效应和经济社会影响,但资源开放共享仍有不足。进一步对研究特征、演进逻辑和理论联系进行探讨发现,政府、高校与企业等主体间关系,对我国重大科技基础设施效率水平评估以及如何选择重大科技基础设施建设模式与运营模式从而提升效率具有重要作用,是未来研究的重中之重。其中,政府角色及边界是大科学装置研究中最核心的问题,管理模式与治理结构、产出评价和资源共享乃至各种影响效应在很大程度上均由其决定。

一种子宫造影管及造影操作装置的设计及应用

目的 一种子宫造影管及造影操作装置,探讨其临床应用效果及评价。方法 采用便利抽样法,选取2021年7月—12月北京中医药大学东直门医院门诊收治的60例患者作为试验组,2022年1月—6月收治的60例患者作为对照组。试验组采用新型子宫造影管及造影操作装置进行造影操作,对照组采用普通子宫造影管,手工推注。依据两组4D超声下输卵管通畅性分组进行置管依从性的比对。结果 试验组4D超声下输卵管通畅率:输卵管通畅20例,输卵管通而不畅组27例,输卵管阻塞13例。对照组4D超声下输卵管通畅率:输卵管通畅19例,输卵管通而不畅组25例,输卵管阻塞16例。输卵管阻塞患者中试验组与对照组的依从性得分无统计学差异;输卵管通畅患者和输卵管通而不畅患者中试验组与对照组的依从性得分有统计学差异,试验组均高于对照组。结论 一种子宫造影管及造影操作装置的设计及应用能够提高患者的依从性,减轻患者痛苦。

桥墩倾斜方向对自浮式防撞装置防护效果影响研究

随着航道上大跨度桥梁的建设愈加广泛,其桥墩在水面附近往往具有一定的倾斜角度。为研究桥墩倾斜方向对自浮式防撞装置防护效果的影响,文章基于装备自浮式防撞装置的2种倾斜方向的桥墩与6000DWT级散货船为研究对象进行非线性有限元仿真碰撞计算,分析桥墩倾斜方向对不同航速船舶撞击下桥墩撞击力、系统能量转换、船艏结构破坏的影响。结果表明:外倾式桥墩受到撞击力更小,其防撞装置通过变形吸收能量更多、防护效果更好。研究成果可为大跨度桥墩设计与防撞装置的开发提供重要的参考价值。

新型Bell实验法环境应力开裂测试装置

自主设计并搭建了自动刻痕装置和压弯装置,提高了刻痕质量和测试结果的可重复性,同时采用改进的Bell实验方法对高密度聚乙烯材料的环境应力开裂行为进行了系统实验研究。结果表明,试剂浓度、刻痕偏移量、刻痕倾斜角度、刻痕刀片厚度的改变均会对环境应力开裂时间产生较大的影响;裂纹起裂位置既不在试样弯曲变形最大的中间位置,也不在刻痕边缘,而是在距离刻痕边缘约6.38 mm的位置。

身管外壳对电磁轨道发射装置发射性能影响分析

电枢在发射过程中,瞬时变化的导轨电流会在金属身管外壳上感应出巨大的涡流,身管涡流会产生额外的损耗,同时外壳涡流的去磁效应会改变电枢、导轨等器部件的应力分布从而影响装置发射性能。该文建立了电磁轨道发射装置的数学模型,并针对整体式、上下分断式以及叠压式三种外壳结构有限元模型进行了电磁场-结构场联合仿真,获得了发射装置电磁参数和各部件应力分布。有限元电磁仿真结果表明,叠压式外壳结构外壳涡流最小、电感梯度最大、器部件应力最大,整体式外壳结构外壳涡流最大、电感梯度最小、器部件应力最小。全系统电气仿真和对比试验证明,在满足外壳支持强度和装置各部件应力条件下,选用高磁导率、低电导率的材料并设计抑制涡流的身管外壳结构,有利于提高发射装置电枢出口速度和系统效率,从而获得优良的发射性能。

隔震装置阻尼机构的参数设计与振动台试验

为了改善浮放物体隔震装置中阻尼力的施加方式,研制出一款阻尼机构。对其构造和工作机理进行阐述,推导出了它的力学特征表达式,并验证了分析模型的准确性。结合某文物隔震装置的目标性能,利用数值方法对阻尼机构的参数进行设计,并对比振动台试验。结果表明:该阻尼机构结构简单,性能稳定;经阻尼参数优化后的隔震装置在满足位移限值的情况下达到了设定的隔震目标;试验与数值分析结果相吻合,证明了阻尼机构参数设计的正确性,同时也检验了隔震装置的安装和运行质量。其中,试验与数值分析结果的吻合程度,尤其是位移时程曲线的吻合程度,可为浮放物体隔震装置的方案对比和质量评估提供思路。

周边孔聚能装置间隔装药在光面爆破中的应用研究

隧道光面爆破工程的周边孔需要采用间隔装药方式,而大部分间隔装药方式采用“导爆索+雷管”联合起爆技术,此技术具有一定的局限性且经常发生拒爆现象。如何在保证隧道掘进效率的前提下提高光面爆破效果成为目前亟待解决的难题,从现场试验方面开展相关研究,提出“聚能装置+数码电子雷管”新型联合起爆技术,将其应用于高原某隧道,通过与原始的“导爆索+数码电子雷管”联合起爆技术的爆破后效果进行对比分析。实验结果表明:对比原始技术,新技术炸药单耗降低了0.2 kg/m^(3),半孔留痕率提高了5%,平均装药时间由原来的1.3 h降为1.0 h,稳定循环进尺的同时极大降低了耗材费用,提高了隧道光面爆破效果。

大豆垄上三行密植行间除草装置设计与试验

针对大豆垄上三行密植种植模式下,苗带间距较小,现有除草装置行间除草率低、伤苗率高、中耕除草作业困难等问题,设计了一种大豆垄上三行密植行间除草装置,主要由定位圆盘、弹齿固定连杆和弹齿等组成。根据中耕时期大豆苗和杂草的生长状态,确定了定位圆盘和除草装置的安装距离;通过对弹齿除草过程进行动力学分析,建立弹齿入土部分曲线方程,并对弹齿进行运动学分析;以圆周弹齿组数、弹齿入土角和轴向弹齿个数为试验因素,松土率和弹齿平均工作阻力为指标,利用离散元仿真方法进行Box-Behnken多因素试验,得到圆周弹齿组数为10、弹齿入土角为80°、轴向弹齿个数为5,具有最佳效果。以机具前进速度、除草组件转速和入土深度为试验因素,以除草率和伤苗率为评价指标,对除草装置进行单因素田间性能试验,结果表明:当除草深度35mm、机具前进速度2.5km/h时,平均除草率、伤苗率分别为88.24%、2.77%,机具作业性能稳定,未出现堵塞现象,满足大豆行间除草农艺要求。

定位装置对头面部医学摄影一致性的影响

目的:探讨定位装置对整形美容外科头面部医学摄影一致性的影响。方法:于2021年3月,选取志愿者20例作为研究对象,采用自身对照研究法,每位志愿者先使用传统拍摄法拍摄三组照片,每组照片拍摄角度为左、右45°和左、右90°;30 min后,每位志愿者再使用定位装置拍摄法拍摄三组照片,记录每组拍摄时间。通过Image J软件对每组照片进行距离及角度的测量,对两种拍摄方法测量数据的差值及所用时间进行统计学分析。结果:定位装置拍摄法中左、右45°照的角度差,左、右90°照的角度差,以及左、右45°照的距离差均小于传统拍摄法,拍摄时间也明显短于传统拍摄法(P<0.05)。结论:摄影定位装置的运用,大大提升了整形美容外科头面部医学摄影的一致性,使影像资料更加标准、规范,还缩短了拍照时间,提升了工作效率,提高医、护、患三方满意度。

河蟹高效自动捆扎装置结构设计与试验

近年来我国河蟹养殖面积和产量迅猛增长,但我国水产养殖的机械化发展水平偏低,目前河蟹捆扎方法主要是依靠人工捆扎,存在劳动强度大、人工捆扎效率低、不可控因素多、易对河蟹造成损伤等问题。针对人工捆扎所导致的诸多问题,以高效为目标,设计了一种自动化河蟹高效捆扎装置。河蟹自动化捆扎装置主要由机架、拿蟹组件、整形组件、捆蟹组件、切绳机构、装扣机构、气源供应组件以及控制系统等组成。该河蟹捆扎装置通过对数百只河蟹进行规格大小、绑扎速度、损伤程度的测试,可以实现对河蟹的高效自动化捆扎,与传统人工方式相比提高了工作效率,应用前景广阔。

集成蓄热装置的火电机组调峰特性分析

【目的】随着新能源的大规模发展,新能源出力不确定性和波动性问题展现出来,而为了弥补新能源出力缺点,火电机组承担起了调峰作用。为了提升火电机组的调峰能力,对其调峰特性进行了研究。【方法】首先,以某350 MW供热机组作为分析对象,应用仿真软件搭建热力系统模型,并验证该模型的精确性。其次,以蓄热系统为辅助系统,研究机组在满足供热需求情况下的机组调峰能力,并分析蓄热等储能单元对机组调峰能力的影响。最后,采用启发式粒子群算法对蓄热水罐运行策略进行优化,得到随热负荷变化的储热罐最优运行模式。【结果】通过蓄热水罐与火电机组耦合的方法有效提升了机组的调峰和供热能力,并提出可以根据实际热负荷数据确定最大化收益的运行模式。【结论】该方法对机组的运行策略具有指导意义。