碳纤维气流展纤工艺研究及均匀性分析

为研究碳纤维在气流作用下的展纤过程,研制了一套气流展纤装置。通过多因素正交实验研究了气流流速、支撑辊跨距和纤维悬垂量对展纤宽度的影响,并对实验结果进行了分析。采取MATLAB数字图像处理技术,对展纤后的碳纤维图像进行了缩小、灰度化和增强等预处理,引入了变异系数与概率分布,对碳纤维横、纵向分布均匀性进行表征。结果表明:气流展纤宽度与纤维悬垂量在一定范围内呈线性正相关,选取最优工艺参数,即气流流速为4 m/s,支撑辊跨距为140 mm,有着较好的展纤效果;采用数字图像分析法能够较好地表征碳纤维气流展纤均匀性,并与实验结果相一致,具有较好的工业应用前景。

果园风送喷雾风力调控试验台设计及试验

目前,果园风送喷雾技术与装备正在朝着精准化和智能化方向发展。果园喷雾控制对象主要为喷施药量和风力供给量,果树冠层内外药液沉积分布很大程度上取决于风送系统风力供给,只有风力和药量均得到精确控制,才能实现果园对靶精准喷雾。为此,基于轴流风机设计了风机转速、进风口面积和出风口导流板倾斜角度可独立调控的果园风送喷雾风力调控试验台,通过直流电机调速实现风机转速调节;进风口采用百叶结构,通过调节百叶倾斜角度实现进风口开度大小调节;出风口采用塔式结构,通过22路舵机控制出风口不同喷头位置处导流板倾斜角度独立调节,并基于C#语言开发了上位机界面。利用试验平台开展了风机转速、进风口面积和出风口导流板倾斜角度独立调控风力变化特性试验,结果表明:出风口风速风量变化与风机转速和进风口面积调节呈正相关,出风口风速在垂直方向分布位置随导流板倾斜角度增加发生改变,同时分别建立了出风口最大风速与风机转速和进风口面积之间的关系模型。喷药过程中,可通过风机转速与导流板倾斜角度联合调节或进风口面积与导流板倾斜角度联合调节实现出风口风速风量在果树冠层垂直方向分布位置和大小调节。研究结果为实现根据果树冠层体积和枝叶稠密度变化进行风力在线调控提供了一种新方法,对加快果园精准喷雾技术应用具有重要意义。

煤气化渣气流分级提炭分质试验

煤气化渣提炭分质是实现其减量化、资源化、高值化利用的关键。基于此,提出研磨破碎-气流分级的干法提炭工艺,利用研磨使气化渣中炭灰结合物解离,再利用气流分级机内离心力和气体曳力作用,将解离所得的细颗粒进行高效分离。通过设计均匀试验并对各影响因素进行回归分析,获取优选试验条件并对该试验条件下的提炭效果进行验证。结果表明,气流分级提炭受多因素耦合作用影响,其中分级机频率和引风机频率是影响提炭效果的关键。均匀试验优选条件为分级机频率175 Hz、引风机频率5 Hz,喂料螺旋频率5 Hz,二次风口全开;该条件下所得富炭产品的收率为25.86%,烧失量49.76%,较原气化渣烧失量提高了26.91%,与试验预测值(49.64%)较一致,且试验效果明显优于未研磨破碎直接气流分级的气化渣。优选条件下气流分级得到的富炭产品的平均粒径(Dav)为5.95μm,满足橡胶补强填充料的粒度要求,其热值为16.73 MJ/kg,亦可作为细粉燃料等使用。同时,气流分级可实现较好的气化渣脱炭效果,所得脱炭渣烧失量低于10%,有利于其在建材等领域应用。研磨破碎-气流分级方法可实现气化渣的提炭分质,有利于其下游利用。

基于改进蚁群算法的微气泡减阻气流量智能调控技术研究

[目的]为了提高微气泡减阻技术的实际效能,基于改进蚁群算法开展微气泡减阻气流量智能调控技术研究。[方法]首先,基于微气泡减阻机理,利用自主研发船模样机开展微气泡减阻试验,获得不同航速下的理想最佳气流量;随后,采用改进蚁群算法,开发气流量智能调控技术的软件系统;最后,将智能调控硬件系统应用于船模样机,开展自航模试验以验证该技术的有效性。[结果]所研技术不仅可以有效地调控气流量达到最佳微气泡减阻效果,还可以监控航速变化对气流量进行自适应调控,使船舶在各种航速下均能保持最大减阻。[结论]该技术可以提高微气泡减阻技术的自动化与智能程度,增强微气泡减阻技术的实际效能。

油菜抗倒伏测试风洞关键部件仿真与试验

为解决现有油菜抗倒伏品种选育周期长、难度大等问题,依托计算流体力学软件Fluent建立油菜抗倒伏测试风洞模型,对风洞扩散段、稳定段、收缩段等关键部位进行参数设计及仿真试验,分析该模型对风洞流场品质的影响,最终通过正交试验选择最佳设计方案。结果显示,单因素试验中,收缩段长度Lc增加,风洞出口风速变异系数增加,气流品质下降;随稳定段长度Lw增加,风洞出口风速变异系数先减小后增加,稳定段长度1000 mm时,风速变异系数最低,气流品质最佳;阻尼网距稳定段出口长度增加,风洞出口风速变异系数先降低后增加,阻尼网距稳定段出口0.65Lw时,风速变异系数最小。正交试验结果显示,收缩段长度600 mm、稳定段800 mm、阻尼网距风洞出口0.65Lw时,对应风洞试验区风速平均变异系数为0.139,风速较其他方案更稳定,气流品质最佳。实测验证发现,与仿真结果相比,实测风速大小无明显差别,且实测结果中各截面风速变异系数略优于仿真值,整体仿真结果与实测效果拟合较好。

550kV/8000A大容量SF_(6)充气式套管温升特性的仿真研究

为研究550 kV/8000 A大容量SF_(6)充气套管的温升特性,建立了550 kV/8000 A大容量SF_(6)充气套管多物理场耦合模型,利用ANSYS软件,综合考虑涡流效应、集肤效应、重力作用、热对流、热辐射等因素,计算分析了1.1倍额定电流(8000 A),即8800 A电流条件下套管的温度场与气流场分布规律,并进行了550 kV/8000 A SF_(6)充气套管的温升试验,验证了仿真结果的正确性。最后仿真分析了外部风速、气体压强、负载电流、中心导体外径等4种影响因素对套管温升特性的影响。研究结果表明:最高温度位于套管内中心导体上部的小孔下方,最高温度为363 K,从整体角度看,套管上方的温度高于下方;仿真结果与试验结果一致性较好,误差在8%以内;套管的温升随外部风速的增大明显降低,但降幅逐渐减小;套管的温升随着气体压强的增大而降低;电流越大,产生的焦耳热越多,负载电流直接影响导体温升;套管的温升随着中心导体外径的减小而增大。研究内容为大容量高压SF_(6)充气套管的设计工作提供了理论借鉴。

电力机车走行风相变散热器风洞试验研究

文章基于电力机车走行风相变散热器的结构模型,建立了其等效热阻网络,分析其传热特性,推导了风速影响下散热量的修正系数关系式;通过风洞试验,研究了散热器在不同风速、不同水流量下散热量和热阻的变化特性,以及散热器在不同风速下的热启动性能及阻力特性。结果表明:散热器散热量随风速及水流量的增大而不断增大,而散热器热阻则刚好相反;散热器静态启动时间和散热启动时间均小于4 min;单个散热器产生阻力仅为机车牵引力的0.17‰,对整车阻力影响很小。

龙潭长江大桥主缆除湿系统送气管道开孔方案研究

龙潭长江大桥主桥为(615+1560+552)m单跨悬吊钢箱梁悬索桥,主缆由126股127丝平行钢丝索股组成,高强钢丝直径为6 mm、标准抗拉强度为1960 MPa,采用内部通干空气的新型除湿系统进行主缆防腐保护。该除湿系统由送气设备、送气管道、排气夹、监测气夹等组成,通过埋置在主缆截面中央的送气管道输送干空气。为确定送气管道的合理开孔方案,验证新型除湿系统的除湿效果,开展送气管道沿程干空气压力分布及主缆足尺模型除湿试验,并进行实桥现场检测。结果表明:龙潭长江大桥主缆送气管道沿程按45 m左右的间距设置出气接头,每个出气接头上开设6个直径为4 mm的出气孔,可满足边、中跨主缆全长范围的干空气输送需求;新型除湿系统可实现主缆截面的干空气全覆盖,随着干空气持续送气除湿,主缆内部各测点的相对湿度均能降低至50%以下,该除湿系统可达到预期除湿效果;实桥现场检测结果验证了送气管道制作和安装的精确性及开孔方案的合理性。

往复压缩机管路气流脉动分析与消减优化

往复压缩机周期性吸排气的特性,易导致管路脉动幅值超标,管路安全性降低。因此,本文以撬装式往复压缩机组压力变化较大的二级压缩排气管路为研究对象,采用数值模拟的方法,开展了管路气流脉动特性研究。研究表明:气缸动态压缩过程中,气阀启闭导致二级压缩排气管路压力波动较大,管路压力脉动幅值超过API618标准。同时,开展了二级排气管路振动测试试验,验证了仿真方法和结果的准确性。针对二级排气管路气流脉动幅值超标的问题,分析了滤波管对管路气流脉动幅值的影响,并基于正交试验,开展了管路气流脉动幅值消减优化研究。结果表明:优化后管路最大压力脉动幅值为37.02kPa,相比于优化前降低了38.36%,管路安全指数提升了80.4%,降低了管路发生破坏的风险,提高了往复压缩机组的安全性和稳定性。

我国15家检验检测机构洁净环境风速检测能力验证

目的了解和评价我国检验检测机构对洁净室及相关受控环境(简称洁净环境)检测基本项目“风速”的检测技术水平。方法回顾2022年中国食品药品检定研究院首次在检验检测机构内组织实施的洁净环境“风速”检测能力验证计划。该项目采用笔试和实际操作(简称实操)结合的方式综合评价参测实验室的检验技术能力,其中笔试部分为限时闭卷考核(共3题),考核参测实验室对洁净环境“风速”检测标准理解的正确情况和掌握程度,根据专家商议确定的评分标准逐个考点计分;实操为现场考察参测实验室的仪器操作和检测水平,本轮次数据通过分割水平对方式进行评价。结果15家参测实验室的结果评定均为“满意”(≥60分);笔试,8家为50分(满分),7家为39~45分;实操,13家为50分(满分),2家为40分。结论本次能力验证客观科学地初步评估了全国部分检验检测机构的检测能力,促进了行业整体检测水平的提升。但同时也发现部分实验室对标准的理解和掌握仍有欠缺,对仪器的校准及校准结果的利用不够充分,有待进一步改进。

心肺运动试验对慢性阻塞性肺疾病患者气流受限严重程度的预测价值

目的探究心肺运动试验与慢性阻塞性肺疾病(简称慢阻肺)患者气流受限严重程度的关系,以期发现可用于预测COPD患者气流受限的可靠指标,为临床早期诊断和治疗慢阻肺提供参考依据。方法选取单纯稳定期COPD患者作为研究对象。使用logistic回归分析分析COPD患者气流受限严重程度的影响因素,并使用受试者工作特征(ROC)曲线分析各指标对COPD患者气流受限严重程度的诊断价值。结果控制年龄、性别、吸烟、饮酒、BMI后,VEmax[OR=0.571,95%CI(0.363~0.899)]与VO_(2)peak[OR=0.174,95%CI(0.044~0.690)]为COPD患者气流受限的保护因素,且VEmax与VO_(2)peak诊断COPD患者气流受限严重程度的ROC曲线下面积分别为[AUC=0.953,95%CI(0.883~0.987)]、[AUC=0.907,95%CI(0.823~0.960)]。结论心肺运动试验中的VO_(2)peak与VEmax可作为COPD患者气流受限严重程度的早期预测诊断指标,具有重要的临床应用价值。

中小型露天建筑施工粉尘污染风洞试验研究

建筑施工粉尘污染风洞试验能够分析风力对结构的荷载效应,减少污染以及涡流等情况的发生,为此设计一个中小型露天建筑施工粉尘污染风洞试验。先制作风洞试验模型,然后采用粒子运动无量纲方程、相似准则计算风强度,计算风压差以及风洞中模拟气体扩散情况获得建筑施工粉尘污染值,以此完成试验模拟。结果表明,在0°~45°的风速范围内,粉尘的下落倾向比上升的要大;在90°~135°的风向下,粉尘的浓度维持在一个较稳定的水平,在1 mg/m~3左右;在180度时,在逆风方向上存在反吸力,并得到了不同风向角下的最大正压力系数。

旋转叶片气体激励试验技术研究

通过旋转叶片可控激励仿真、激励载荷控制,提出一种旋转条件下叶片气体激励的试验方法。研究了旋转状态下的叶片激励载荷模拟和控制技术,建立的旋转态叶片气体激励试验方法准确模拟了叶片的实际工作条件,并获取了不同激励方式下叶片的振动响应。结果表明,激励气体激励方式对叶片激励效果影响显著,解决了滑油激励能量不足和激励出现损伤等问题,可为旋转态阻尼特性等试验提供参考和依据,具有试验成本低和工程适用性强的特点。

动态千级洁净室的深化设计及效果分析

由于现有建筑高度限制,需要在现有建筑布局的条件下满足动态千级的生产要求;通过对业主设备机台布置,物流、人流路径,FFU布置率、回风道调整,先初步计算各断面风速,再进行气流模拟验证;再深入后期调试阶段,获取测试数据,验证设计可行性,并形成报告。

气固分离式沙障防沙性能研究

针对风沙流中气、固相介质运动特征的显著差异性,提出一种新型高效的气固分离式沙障,并借助风洞试验研究了不同风速下的沙障周围的流场特征和阻沙效率,同时对其防沙稳定性和防沙机理进行了深入探讨。研究结果表明:风沙流途经沙障时,气流因阻碍效应在其迎风侧形成减速区,因文丘里效应在其正上方形成高速区,因逆压梯度和涡旋流在其背风侧形成紊流区;沙障顶部以下范围,水平风速近似呈“U”形分布,而沙障顶部以上范围,水平风速近似呈“Ω”形分布;随着来流风速的增大,沙障周围的风速呈递增趋势,但其阻沙率呈轻微的递减趋势,表明气固分离式沙障对环境风速的敏感性较弱,在多风速环境下较传统沙障的稳定性更高。该沙障利用多次绕流达到大幅提高阻沙的效率,这种新思路可为类似的沙障提供借鉴,对工程防沙具有重要的应用价值。

液氧/煤油补燃火箭发动机整流栅应用研究

介绍了液氧/煤油补燃火箭发动机整流栅的各种结构,简要叙述了空气吹风模拟试验研究方法与研究结果。利用Fluent软件对燃气弯管内流场进行了数值模拟,分析其流动与压力分布。建立了发动机整流栅声学特性的计算模型,采用变步长四阶龙格-库塔数值逼近方法计算声导纳,并对整流栅抑制高频燃烧不稳定性的机理进行了初步探讨。结果表明,整流栅除了影响燃气入口总压的均匀性之外,还可起到抑制高频燃烧不稳定性的作用。

焓差法实验室气流组织数值模拟及优化改进

采用FLUENT软件对焓差法实验室气流组织进行数值模拟,采用热线风速仪法测定流场以辅助数值模拟验证。在此基础上对测试室内气流组织进行优化改进设计,明显改善测试室气流组织分布。

水稻直播机气流式分层施肥系统设计与试验

针对水稻不同生长期施肥劳动强度大和肥料易堵塞的问题,该文提出了一种水稻分层施肥技术,根据水稻种植农艺要求和根系分布特点,在水稻直播时将整个生长期所需肥料一次性分层施入土壤中,浅层施肥深度为30~40 mm,距离水稻行距离为50 mm,为水稻苗期生长提供养分;深层施肥深度为70~100 mm,深层施肥沟在2行水稻中间,为水稻的后期生长提供养分。设计了一种气流式分层施肥系统,根据分层施肥要求确定肥料分配器结构及分层施肥量调节比例;利用SolidWorks软件对肥料混合器变截面处不同截面高度的进肥口风速和出口处的负压进行仿真分析和试验验证,确定气流肥料混合器变截面通道高度为20 mm;对气流式分层施肥系统进行性能试验,以风速、肥量分配比例调节板开度和施肥管道长度为主要因素进行正交试验。试验结果表明,当风速为18 m/s、肥量分配比例调节板开度为30°、施肥管道长度为1000 mm时,浅层施肥量变异系数为1.61%、深层施肥量变异系数为1.58%、2个浅层施肥量和深层的施肥量分配比例误差为1.91%。将气流式分层施肥系统安装在2BDH-10型水稻直播机上进行田间作业性能试验,田间试验结果表明,2个浅层施肥量与深层施肥量分配比例最大误差为7.76%,浅层施肥量最大变异系数为3.98%,深层施肥量最大变异系数为4.41%,满足水稻种植分层施肥的要求。研究结果可为水稻气流式分层施肥技术研究提供重要参考。

汽车空气流量计在线检测与评价系统的研制

设计了汽车空气流量计的智能在线检测台,它可实现流量计的快速加装,多个相关信号的收集和空气流量计重要数据的显示、存储和对比。实测试验结果表明,该检测台可通过与理想汽车空气流量计的对比,对被测汽车空气流量计进行评价。此外,该检测台还可加装温度、压力调节装置,以补偿环境温度和压力的变化对空气流量计的影响。

通信机房的气流组织特性与空调冷量调配方案

为降低通信机房空调能耗、减少机房局部热岛效应,运用计算流体动力学方法对通信机房空调气流的组织特性进行了研究,并对样本机房进行了实验测试与验证分析.实验表明数值求解结果与实测值基本一致,说明所建立的模型是正确的,数值求解的结果是可信的.此外在实验测试和仿真分析的基础上,设计了机房送回风的最佳调配方案,从而优化机房内设备的运行环境,减少机房冷量浪费,挖掘节能潜力.