烟丝加工过程中的破碎规律研究

为探索烟丝在加工过程中的破碎规律,设计不同切丝宽度和尺寸的烟丝,研究滚筒、流态化、机械输送等关键加工环节前后烟丝的结构变化规律。结果表明,随着烟丝加工进行,各规格烟丝不断破碎,烟丝的特征尺寸降低,破碎度升高,主要表现在>7.10 mm和4.50~7.10 mm等尺寸较长的烟丝质量分数不断降低,<2.00 mm的烟丝质量分数不断升高,不同处理间3.35~4.50 mm的烟丝质量分数变化差异最大。滚筒加工过程中烟丝质量分数的变化率整体较大,其中滚筒干燥过程最大,其次是振动输送、干燥后的提升输送和风送过程,风选和干燥前的提升等过程较小。加工后1.0 mm宽度烟丝、1.0 mm宽度断丝的烟丝、0.8 mm宽度烟丝和0.8 mm宽度断丝的烟丝特征尺寸变幅分别达到1.86 mm、1.09 mm、1.65 mm和1.08 mm,其破碎度分别达到33.51%、26.35%、33.39%和27.43%。综上,>7.10 mm和4.50~7.10 mm等特征尺寸较大及同一断丝或未断丝处理下宽度较窄的烟丝在加工过程中更易破碎,应根据加工的需求,关注特定尺寸的烟丝质量变化规律,在原料消耗允许的范围内,开展烟丝结构调控和工艺优化。

基于图像识别的叶丝形态表征及其数值模拟

【背景和目的】研究一种叶丝颗粒的粒度和粒形表征方法,表征结果可用于其数值模拟的建模。【方法】采用图像分析技术,确定分散放置在二维平面上的每根叶丝的等面积圆当量径、最大弗雷特(Feret)径、圆形度和纵横比。【结果】(1)利用提出的叶丝颗粒图像采集和处理方法,通过对叶丝样品数据的统计分析,确定叶丝物料粒度和粒形的概率密度分布曲线,实现了长丝、中丝、短丝和碎丝4种长度叶丝物料的颗粒粒度和粒形表征,表征参数可定量的反映不同样品的颗粒尺寸和形状的差异。(2)离散单元法数值模拟结果表明叶丝的粒度和粒形性质对物料堆积高度有重要影响。本文基于实验测量得到的粒度和粒形概率分布曲线,生成了与实际形态分布一致的叶丝颗粒的数值模型,数值模拟结果与实验结果的偏差在1.3%以内。【结论】提出的方法从粒度和粒形对叶丝颗粒进行定量表征,表征结果一方面能反映不同物料的性质差异,另一方面可直接用于建立与实际情况接近的数值模型,从而准确预测不同长度叶丝颗粒的堆积高度。

叶片结构参数对涡流分级机分级性能的影响

为了探究叶片安装角度与叶片数量对涡流分级机分级性能的影响,对6种不同叶片结构的分级轮进行了数值模拟研究。制备了4种不同叶片结构的分级轮分别加工金属硅、碳酸钙和碳素,并得出各个物料的分割粒径、分级精度作为评价涡流分级机性能的指标。结果表明:可通过增加叶片数量与偏移叶片安装角度,达到对环形分级区内外流场的优化效果以保证物料分级的顺利进行。叶片安装角度由15°提升至60°、叶片数量由72片降至48片后,金属硅、碳酸钙和碳素切割尺寸分别由2.45 m、1.679 m和2.822 m降低至2.147 m、1.427 m和1.816 m;金属硅、碳酸钙和碳素的分级精度分别由37.44%、40.48%和40.94%变化至38.58%、40.38%和45.00%。叶片安装角度变化对分级性能影响更为显著。

溢流管壁厚对旋流器内部流场和分级性能的影响

水力旋流器是一种将压力能转化为动能的设备,因其独特的分选优势被广泛应用于各类分选行业中,但旋流器由于其自身结构的限制,导致旋流器分级精度较低,其中,结构参数是影响旋流器分级性能高低的重要因素之一,溢流管壁厚作为旋流器的参数之一,对分级精度有着较大影响,但溢流管壁厚对旋流器分级机理的影响未见详细报道。因此,本文运用流体动力学手段呈现了压力场、速度场和分级效率随溢流管壁厚的变化规律,量化了其内部流场的变化特征。结果表明,随着溢流管壁厚的增加,短路流量大幅降低,这是由于溢流管壁厚的增加延长了短路流进入溢流管底端的距离,在运动过程中被外旋流或内旋流重新卷吸到预定分离区域,参与正常分级,极大减小了错位粒子的数量。径向速度随着溢流管壁厚的增加而增加,这使得粗细颗粒快速形成粒度层,减少了细颗粒进入外旋流的概率。对于直径75 mm的旋流器,随着溢流管壁厚的增加,切割粒径呈现出先减小后增加的趋势,当溢流管壁厚为10 mm时,切割粒径为17.2μm。分级精度随着溢流管壁厚的增加逐渐提高,当溢流管壁厚为15 mm时,陡度指数为0.68,因此,采用厚壁溢流管结构可以提高旋流器切割能力同时有效提高旋流器的分级精度,得到的数据为新型旋流器的设计提供了理论依据和数据支持。

基于逆向工程的五轴联动激光精密切割方法的研究与应用

因头戴式智能眼镜轻量化、小型化等需求,高分子材料逐步导入应用,但是因注塑过程中模具精度与材料收缩等因素,容易造成零/部件坯料的三维模型与注塑实物尺寸不匹配的问题,从而引起五轴联动激光设备切割眼镜零/部件尺寸超差。针对此问题,借助于ATOS光学扫描仪,分析了注塑产品的三维模型与实物的尺寸误差,通过对注塑产品零/部件进行逆向工程建模,验证了在扫描生成三维模型上提取刀路轨迹进行五轴联动激光切割的可行性,为提高三维模型与注塑实物尺寸不匹配产品的五轴联动激光切割精度提供了一种解决思路。

一种高强度汽车胀断连杆用非调质钢的研发

研究认为,在钢中添加微量的V、Nb、Ti合金元素,与钢中的C、N结合后通过沉淀强化与细晶强化作用能够提高材料强度和韧性,基于热力学计算软件实现非调质钢46MnVS6的V、Nb、Ti复合微合金化设计,同时在轧制加热过程中对大颗粒液析相进行溶解,实现了材料的高强度设计。此外,通过精炼渣系模拟计算开发了中低碱度的非调质钢专用渣系,保证精炼过程中S元素的精确控制。结果表明:非调质钢非金属夹杂物的控制及硫化物形貌得到优化,改善了材料的切削性能。

不同切丝宽度中支卷烟的包灰性能、主流烟气及感官质量变化规律

为探索切丝宽度对中支卷烟卷接质量、包灰性能、烟气指标及感官质量的影响,在其他制丝和卷制条件相同时,分别按0.80、0.90、1.00、1.10 mm的切丝宽度制丝并卷制烟支,分析切丝宽度对卷烟理化指标及感官质量的影响。结果表明,随切丝宽度从0.80 mm增加至1.10 mm,整丝率从86.89%逐步增加至91.40%,短丝率和碎丝率均逐渐减小,且长丝率、整丝率及短丝率与切丝宽度间存在显著相关性。不同切丝宽度卷烟卷制稳定性整体较好,封闭吸阻及其标准偏差随切丝宽度增加呈现减小趋势,切丝宽度为1.00 mm时,端部落丝量、燃烧锥落头倾向及烟丝轴向密度的标准偏差相对较低;通过逐步回归分析法建立了烟丝结构与物理指标间的关系模型,长丝率与端部落丝量和含末率呈负相关,中丝率与轴向密度标准偏差呈负相关,短丝率与总通风率标准偏差呈负相关,并与落头倾向呈正相关关系。切丝宽度对包灰值、灰度值和碳化圈宽度有极显著影响,切丝宽度为1.00 mm时,包灰值和碳化圈宽度最小,分别为2.40%和12.36%。切丝宽度与抽吸口数和焦油释放量呈显著或极显著相关关系,其中与抽吸口数呈正相关关系,与焦油释放量呈负相关关系。感官评吸结果表明,1.00 mm切丝宽度时中支卷烟的感官质量最优。

催化裂化装置烟气轮机结垢原因分析与对策

烟气轮机(烟机)叶片结垢已成为影响国内催化裂化装置长周期运行的主要原因之一。分析得知,催化剂的强度和旋风分离器的设计是影响催化裂化装置烟机结垢的两个主要因素。立足于烟机结垢机理,结合催化裂化操作工况,分析探讨了上述两个因素对烟机结垢的影响。研究表明,应充分关注三级旋风分离器出口或烟机垢样的颗粒粒径分布情况。如果粒径主要集中在1~10μm,则烟机结垢原因主要是由于催化剂强度不足,大量催化剂被打成细粉;如果大量催化剂颗粒粒径在10μm以上,则烟机结垢原因可能是旋风分离器的设计以及反应-再生操作工况的问题。实地调研了中国石油玉门油田分公司炼油化工总厂催化裂化烟机结垢问题,提出了预防催化裂化烟机结垢的建议。

石油钻井超深井大尺寸井眼段清洁因素分析

深井超深井由于受井身结构限制,上部裸眼井段超长且井眼尺寸大,为钻井过程中井眼的清洁带来较大困扰,目前主要采取的措施为提高排量、适当提高钻井液黏切、重浆举砂、稠浆携砂等。但当钻井液密度较高时,这些措施在现场难以实施。以蓬深X井333.4 mm大尺寸井段为例,从钻井液循环排量、动切力、表观黏度、井径扩大率等方面对岩屑颗粒传输比进行计算,分析影响大尺寸井眼清洁的主要因素,结果表明:在钻井液密度2.20 g/cm^(3)下,排量提高和井眼扩大对井眼清洁的影响不明显,但钻井液的动切力降低将直接导致井眼清洁程度的降低。对该构造2口井现场钻井施工与钻井液性能参数调控进行了指导,取得了显著效果。

加工工艺参数对烟丝加工过程中破碎规律的影响

为探索烟丝在加工过程中的破碎规律,研究了滚筒、流态化、机械输送等加工环节关键参数对烟丝结构的影响。结果表明:(1)当筒壁温度高于117℃时,烟丝特征尺寸明显下降,破碎度明显增加。热风温度低于100℃时,破碎度最小,特征尺寸最大。滚筒倾角大、转速快均会造成烟丝的造碎增加,填充值减小。筒壁温度和热风温度对烟丝特征尺寸和破碎度影响大于滚筒倾角和转速。(2)烟丝风选和风速加工对烟丝的破碎影响较小,随着风机频率的升高,烟丝破碎度缓慢升高,烟丝特征尺寸缓慢下降。(3)烟丝在机械输送过程中,当皮带提升喂料机速度大于36 Hz时,烟丝特征尺寸增大,破碎度降低。当振筛频率在50 Hz时,烟丝特征尺寸最大,破碎度最低。当物料高度在60 cm时,烟丝特征尺寸最大,破碎度最低;当物料高度在140 cm时,特征尺寸最小,破碎度最高。烟丝的出柜速度越大,物料破碎度越高,特征尺寸越小。研究结论可为烟丝在加工过程中关键加工参数的优化、提高产品加工质量、降低原料消耗提供依据。

岩屑分形特征对PDC齿破岩性能影响规律研究

随着油气井钻井工程研究的不断深入,岩屑形貌特征已成为评测岩石可钻性级值与钻头破岩效率的关键考量因素之一。为探究岩屑形貌分形特征对钻头破岩效率的影响规律,结合理论建模和室内试验等研究方法,围绕岩屑粒径分形维数、岩屑最大粒径、地层岩性系数等关键岩屑形貌描述参数,建立了基于岩屑粒径分形特征的PDC齿破岩比功评估模型,并针对常规齿和锥形齿等PDC齿开展破碎硬质花岗岩试验研究,验证该模型评估PDC齿破岩性能的预测精度。利用该理论模型和试验规律,进一步揭示常规齿和锥形齿等类型PDC齿不同出刃高度、布齿角度等破岩工艺参数下岩屑形貌生成特征及破岩能耗变化规律。研究结果发现:切削深度对PDC齿破岩性能影响效果远大于切削角度,随着地层埋深的增大,PDC齿吃入深度减小,PDC齿生成岩屑分形维数逐渐增大,最大岩屑粒径显著减小,且锥形齿生成岩屑平均粒径大于常规齿;同等钻压或破岩能量条件下,锥形齿脆性破碎能力强于常规齿,生成岩屑分形维数和最大粒径均大于常规齿。研究结果可为深层硬岩钻进过程中岩屑录井形貌数据和PDC钻头混合布齿工艺提供理论依据。

不同类型颗粒物切割器采样流量与切割粒径关系研究

利用静态箱法可探索美国BGI公司生产的多种旋风式切割器和国产撞击式切割器的采样流量(Q)对50%切割粒径(D 50)的影响,结果表明任意一种类型的旋风式切割器,采样流量变化均会导致采集效率曲线平移,流量越大,D 50越小。在同一个旋风式切割器中,通过改变流量可实现PM1.0、PM2.5和PM4.0等模式的切换,且采样流量与D 50近似成反比,而对于撞击式切割器,D 50的平方根与采样流量近似成反比。该研究可作为一种快速评估方法,根据实际流量快速估算其对应的D 50,具有一定的应用价值。

复合地层小直径盾构刀具切削过程仿真及参数优化

基于ABAQUS有限元软件,以厦门地铁四号线滨海复合地层为依托,建立切刀切土、滚刀破岩过程仿真模型,对盾构刀具切削过程进行动态分析。通过对比、筛选切削力的影响因素,进行切刀、滚刀的多参数正交试验,获取不同因素的主次影响程度,进而得出优选刀具结构参数。研究结果表明,基于CEL法的切削仿真模型更符合实际的土体切削过程;刀具参数的最优组合为刀刃宽1 mm、刀刃角20°、刀刃圆弧半径为0.5 mm。

高效转子式选粉机切割粒径的探讨

对切割粒径进行假设并进行公式推导,研究发现:随着切割粒径公式中的颗粒径向沉降速度(ΔV)的增大其切割粒径随之增大,转子转速从150 r/min到260 r/min过程中其切割粒径减小45.93μm。结合NGM500高效煤磨转子式分级机发现随转子转速的增大其切割粒径减小,在选粉机产量8 t/h条件下,转子转速从150 r/min到210 r/min的过程中,其切割粒径减小23.98μm。改变速度方向与径向成角(θ)的值其切割粒径呈现抛物线形式变化。

304不锈钢大型零件切削残余应力分析与预测优化

以304不锈钢大型零件车削加工产生的表层残余应力为研究对象,探讨了3个切削参数(切削速度、切削深度、进给量)和2个刀具参数(刀具前角和刀具后角)对表层残余应力的影响,并以残余应力为目标函数,以5个切削工艺参数为因素进行正交实验优化设计,结果表明:进给量是对残余应力的最大影响因素。在现有切削加工参数基础上得到了2组最优的组合方案:(1)切削速度为6.5 r/min,切削深度为1 mm,刀具前角为0°,进给量为0.8 mm,刀具后角为20°;(2)切削速度为6.5 r/min,切削深度为0.8 mm,刀具前角为0°,进给量为0.8 mm,刀具后角为20°。

不同扦插方式对“商薯19”产量影响研究

为挖掘“商薯19”的增产潜力,以商洛市农户常用的竖插法为对照,采用单株水平扦插法、双株水平扦插法栽培“商薯19”。结果发现双株水平扦插法总产量最高(3037.81 kg/667 m^(2)),与竖插法产量(1838.7 kg/667 m^(2))差异显著(P<0.05)。进一步统计不同扦插方式的大、中薯数量、产量及大、中薯率发现,双株水平扦插法主要通过增加大薯产量和中薯数量来达到增产效果。双株水平扦插法能够同时适应生产淀粉和鲜食的需求,有必要进一步试验、示范和推广。

微织构车刀椭圆超声辅助切削加工性能研究

为了进一步改善切削性能,将微织构刀具应用于椭圆超声辅助切削过程中,分析其对切削力、刀具磨损及表面质量的影响,然后分析刀具表面微织构角度与尺寸对刀具磨损的影响规律。研究结果表明:微织构刀具可以在保留椭圆超声辅助切削优异性能的基础上进一步改善切削性能,而且根据实验结果,微织构角度与尺寸变化会影响刀具抗磨损效果,当微织构与主切削刃平行、宽度为70μm、间距为70μm时,刀具黏结磨损最小。

全尺寸单齿煤岩截割试验研究

在采掘机械煤岩截割的大背景下,展开了煤岩截割试验结构的研制及试验研究,基于机械系统、液压系统和测控系统的设计,通过试验装置进行不同截割速度和不同截割深度的截割试验,通过相关参数的变化,分析其对截割三向力、截割碎屑粒度的分布及截割比能耗等因素的影响。

液压剪定长系统的开发和应用

介绍了大棒轧线开坯机和连轧机组间液压剪新增定长剪切功能控制的开发和应用,利用无接触式测速测长装置测量通过辊道的方坯实时长度和速度,通过PLC控制系统调节该液压剪前后辊道的运行速度,使方坯在辊道上能精确定位,实现方坯的定长剪切。系统包括方坯跟踪控制、方坯速度检测控制、方坯长度检测控制、方坯定位控制、方坯定长优化控制、及方坯速度自适应控制等。系统应用于现场后,液压剪定长剪切的精度高、速度快、稳定性好。

小尺寸切削齿PDC钻头在吉南区块硬地层中的应用

处于吉木萨尔凹陷南部阜康断裂带上的吉南区块属于油气勘探新区,该区块前期已钻井均存在钻速低、周期长等问题,严重制约了区块勘探进程。为此,针对区块内尤其难钻的二叠系梧桐沟组、红雁池组地层开展了个性化的小尺寸切削齿PDC钻头设计与应用,并经萨4等井的现场应用验证了该新型钻头的有效性,不仅起下钻顺畅无遇阻,而且实现了难钻地层的一趟钻钻穿,机械提速达174%,经济效益极佳。