顺排圆台通道流动与传热性能的数值研究

为了探究新型顺排圆台结构对板式换热器流动与传热性能的影响,对顺排圆台扰流通道的流动与传热性能进行了详细的数值研究,分析了雷诺数、圆台角度、流向间距比和展向间距比对顺排圆台通道的流动与传热性能的影响规律,并在研究参数范围内采用幂函数拟合得到了圆台通道的流动、传热和综合热力性能关联式。研究结果表明:在不同雷诺数下,当圆台角度从0°增大到30°时,圆台通道的努塞尔数比增大了14.06%~18.45%,摩擦系数比降低了32.89%~34.64%,综合热力性能增大了31.42%~35.29%;当流向间距比和展向间距比均从1.5增大到2.5时,圆台通道的努塞尔数比分别增大了12.09%~15.46%和12.09%~15.46%,摩擦系数比分别降低了13.09%~14.69%和13.09%~14.69%,综合热力性能分别增大了14.83%~19.13%和14.83%~19.13%。拟合得到的流动、传热和综合热力性能关联式的误差分别分布在±12%,±8%和±10%以内,可以准确地预测圆台通道的流动与传热性能。

错排圆台通道不可逆损失的数值分析

为了加强板式换热器的结构强度,提出了一种圆台结构,并利用热力学第二定律研究了通道参数对错排圆台通道不可逆损失的影响。采用数值方法研究了雷诺数、圆台角度、圆台纵向间距比和横向间距比对圆台通道的摩擦熵产、传热熵产及无量纲熵产等的影响规律。结果表明:在通道参数范围内,圆台通道的摩擦熵产随着雷诺数的增大而增大,传热熵产随着雷诺数的增大而减小,无量纲熵产随着雷诺数的增大而先减小后增大;当圆台角度、纵向间距比和横向间距比分别从0~30°、1~2和1~2增大时,圆台通道的摩擦熵产分别平均增大了41.36%,减小了10.93%和45.26%,传热熵产分别平均减小了27.67%,增大了117.69%和154.45%。

圆台形二甲醚水蒸气重整制氢反应器设计与优化

设计了一种圆台形二甲醚水蒸气重整制氢反应器,并建立了二甲醚水蒸气重整制氢反应系统数值模型,利用COMSOL软件对建立的数值模型进行求解,仿真和实验的数值结果基本一致.通过对重整反应器的结构进行优化,获得更高的二甲醚转化率,研究圆台锥度变化对重整反应的影响,分析反应条件对二甲醚转化和制氢的影响.结果表明,在一定范围内增加锥度时,可以获得较高的产氢率和热效率.通过结构优化,二甲醚水蒸气重整反应系统可获得92.21%的二甲醚转化率,90.54%的产氢率,热效率最高可达74.6%.

等边双圆锥台壳体胀形起皱试验研究

对等边双圆锥台进行了液压胀形试验，研究了该种壳体的起皱情况。结果表明，在胀形过程中，由于压应力的存在，壳体在赤道环焊缝处产生径向皱纹，增大内压力难以消除该种皱纹。

基于斜置锥台的五轴数控机床加工精度预测技术

为缩短基于斜置锥台评价五轴联动加工精度的时间和降低评价的费用，用多轴机床误差理论研究了基于锥台的五轴机床联动加工精度预测，提出了一种新的五轴机床加工精度评价方法。该方法利用齐次坐标变换理论建立斜置锥台的五轴加工运动误差模型，在计算机辅助制造（CAM）软件上进行斜置锥台的仿真加工得到斜置锥台刀侧铣削的数控（NC）代码，并利用运动误差模型和NC代码通过刀具与工件之间的空间位置关系计算出锥台侧面的圆度误差，据此对五轴联动数控机床的加工精度进行预测。对所提出的五轴加工精度预测方法进行了仿真分析，结果表明该方法简单实用，可以用于五轴联动加工精度的评价。

圆柱、圆锥和圆台的平衡裕度分析

提出了平衡裕度的新概念,并给出了保守力场中物体或系统静力平衡裕度的定义。以此为基础,分析计算了圆柱、圆台和圆锥体的静平衡裕度,并讨论了各几何参数的变化对平衡裕度的影响。文中提出了对静力平衡系统平衡状态差别的定量评价问题,并给出了利用平衡裕度对系统平衡状况进行定量分析的方法。文中提出的研究思路是一种新的系统安全评价方法,对其它系统的研究也有借鉴意义,研究结果对工程安全设计也有启发。

新型空冷单元的数值模拟研究

为了解决"Λ"形空冷单元换热中存在的诸多问题,增强空冷凝汽器冷却效果,以龙山电厂600 MW机组模型为对比对象,借助Fluent软件对双曲形和圆台形2种新型空冷单元进行了数值模拟,得到其温度场和速度分布情况,分析了顶部挡板空隙率对空冷单元换热的影响,并以换热效果为衡量目标对其结构进行了优化.结果表明:2种新型空冷单元的换热效果均优于原"Λ"形空冷单元,能更有效地降低汽轮机背压、减少整机煤耗,且顶部挡板空隙率为0时效果最佳;圆台形空冷单元比双曲形空冷单元换热效果更好,更适合安全、经济、长久运行.

圆台扰流换热器结构参数优化的数值模拟研究

为探究新型圆台扰流换热器流动、传热性能最优的结构参数,采用中心复合设计响应面法对圆台扰流通道开展了数值模拟研究,分析了当雷诺数为10000时,圆台径高比(2~4),圆台角度(0°~30°),流向间距比(1.5~2.5)和展向间距比(1.5~2.5)对圆台扰流通道的综合热力性能、传热性能和熵产的影响规律,并对圆台结构进行了显著性分析和参数优化,最后,结合流动结构对比分析了优化得到的通道性能提升的机理,并拟合得到了有关圆台扰流通道流动、传热和熵产的经验关联式。结果表明:圆台角度是影响通道综合热力性能的最显著参数;展向间距比对传热性能的影响最显著;对熵产影响最显著的是展向间距比。与参考通道相比,以传热性能最优得到的通道传热性能提高了44.11%;以熵产最低优化得到的通道熵产降低了28.24%。当以传热性能最好和熵产最低进行优化时,通道的传热性能提高了39.04%,但其熵产增加了12.69%。该研究结果可为圆台扰流换热器的优化设计提供理论基础。

等边双圆锥台壳体内环约束胀形的实验研究

针对等边双圆锥台壳体在自由胀形过程中 ,赤道环焊缝处由于纬向压应力而产生失稳起皱现象 ,提出在壳体内加圆环的约束胀形工艺 ,实验证明了壳体内侧加约束圆环后成形过程中没有起皱现象发生。

基于形状分布的圆台体识别

给出了一种结合最小有向包围盒(minimum oriented bounding box,MOBB)以及形状分布的识别圆台体及其参数的算法。首先建立基本体素的MOBB,对体素进行标准化;然后生成其D2形状分布曲线,计算此曲线分别与标准圆锥体形状分布曲线、标准圆柱体形状分布曲线的EMD(earthmover’s distance)值以及相应的上底直径;最后通过比较两个上底直径的大小来判断此体素是否为圆台体,并由包围盒的边长给出圆台体的参数。该算法简单有效,不需要任何交互操作,而且能够识别发生了一定外形改变的圆台体,抗噪能力强。

含圆台型空腔的声学覆盖层吸声特性研究(英文)

基于有限单元法研究了以空气为背衬的含圆台型空腔的声学覆盖层的吸声特性。对单腔结构的覆盖层和混合型空腔的覆盖层的吸声性能进行了数值分析。结果表明,在相同穿孔率的情况下,含圆台型空腔的覆盖层相对含圆柱型空腔的覆盖层具有更优良的吸声性能。

软钢实体圆锥棒的限位、消能性能研究

本文通过对六组不同参数实体圆锥棒的试验研究,对其破坏特点、强度、刚度、变形以及耗能性能进行了对比分析;提出了强度、刚度的实用计算方法以及圆锥棒的合理斜锥度。分析表明:实体圆锥棒具有良好的限位、消能性能,是滑移式隔震体系中一种理想的限位、消能装置。

等边双圆锥台壳体端部约束胀形的实验研究

针对等边双圆锥台壳体在自由胀形过程中 ,赤道环焊缝处产生失稳起皱现象 ,提出了壳体的内约束胀形工艺 ,实验证明 。

天然气管线泄漏喷射火视角因子分析

基于平截头圆锥体模型和视角因子基本理论,对天然气管线失效泄漏引发的喷射火进行研究。利用平截头圆锥体对火焰形貌进行描述,根据几何关系给出了火焰的几何基本参数的计算公式,推导了有风情况下喷射火辐射面对周围任意位置接收点视角因子计算关键参量的相关公式。在计算火焰对接受体的视角因子时,将具有一定倾角的平截头圆锥体转换为竖直方向的平接头圆锥体以方便计算,并给出了变换过程中相关参数的计算公式。此时,将平截头圆锥体划分为3个辐射面——火焰侧面、火焰顶面及火焰底面。基于微元思想进一步对喷射火辐射表面进行了合理的离散化,对喷射火平截头圆锥体的视角因子进行研究。由于视角因子计算的复杂性,用Matlab软件编制了任意风速下喷射火周围任一点视角因子的计算程序。最后,结合具体实例,根据自编程序计算了在风速5 m/s、不同偏转角的情况下的火焰几何尺寸,并取风向角为30°,以受体点的坐标(6,5,2)计算了接受体不同法向量处的视角因子。结果表明,喷射火焰长度、抬升高度及上截面宽度都随火焰轴线的偏转角降低而缓慢增加,用微元思想计算出来的同一点在不同法向量下的视角因子不同。基于平截头圆锥体模型和视角因子的基本理论能够较为精确地计算喷射火的视角因子,可用于天然气管线泄漏喷射火事故的后果评价。

精密数控立式静压圆台磨床热特性分析

通过建立高精密数控立式静压圆台磨床的有限元模型,进行磨床热源分析,研究了各热源发热量的计算方法,进行了温度场分析求解、热结构耦合分析,得到了立式磨床的热特性、热变形误差。通过机床热变形对精度的影响计算分析,提出发热量控制、优化机床结构、减少热误差措施。

圆台形空冷单元供风方式优化数值模拟研究

鉴于圆台形空冷单元换热中存在的诸多问题,保证空冷凝汽器单元的安全长久运行,通过在冷却壁面下部添加引风环,风机从侧面进风来改善圆台型空冷单元的换热效果。首先利用Fluent软件对出风口狭缝宽度以及倾斜角度对空冷单元换热特性的影响进行模拟分析,确定较优宽度与倾角,得出针对单个空冷单元较优的侧面供风结构;其次将空冷岛分散供风改为集中供风,将新型供风方式下空冷单元换热特性及经济性与原有供风方式进行对比,得到换热性能较好、经济性较好的供风方式。

单板U型滑雪场地的设计研究

赛场的地面阻力和空气阻力是影响单板U型场地滑雪运动员跳跃的垂直高度和在空中扭转的重要因素。利用受力分析和能量守恒,对这两个因素进行了详细的分析,给出了具体的表达式;在设计新的滑雪场形状时,创造性的提出了半圆台模型和双翼模型,这两个模型在最大的垂直距离和最大的扭转上均比普通的模型较优。在分析普通的两种赛场模型时,有水平道模型比无水平道的模型较好,所以综合考虑这两个优点,可以在半圆台和双翼模型的基础上添加水平道,这样在实际中可能更优。

圆台形密绕螺线管的自感系数

用数值积分法研究圆台形密绕螺线管的自感系数,图示和讨论自感系数L随螺线管尺寸和形状(即h和α)的变化关系,并列出一些具体数值以便查用.

信号相位匹配原理的低空目标测向实验

利用自行设计的圆柱阵和圆台阵,对基于信号相位匹配原理的奇异值分解(SVDSPM,Singular Value Decompo-sition Based on Signal Phase Matching Principle)算法的低空测向性能进行了外场实验研究。分析了在圆柱阵和圆台阵两种条件下,SVDSPM算法的空间谱以及均值、绝对误差、方差、均方根误差等方位估计的统计误差,并与CBF(Con-ventional Beamforming)和MUSIC(Multiple Signal Classification)算法的性能进行了比较。实验结果表明,利用圆柱阵和圆台阵两种阵型,SVDSPM方法的指向性均较为尖锐。与CBF和MUSIC算法相比,SVDSPM算法对俯仰角估计的均方根误差最小,圆柱阵时为1.9°,圆台阵时为3.3°。

锥台式壳体胀球时壳体的结构形式

介绍了锥台式壳体胀球时的结构形式及成球后的参数变化情况,并通过理论分析得出了锥台式结构壳体液压胀形时壳体发生失稳起皱的原因,给出了圆锥台的节数、壳体的半径、壁厚及焊缝强度对壳体变形的影响关系,为采用锥台式结构胀球的壳体结构设计提供了一定的理论依据。