衍生T形槽干气密封稳态性能研究

目的 设计具备双向旋转特点的动压型干气密封端面结构,并展现良好的开启性能,以T形槽为优化对象,衍生出一种新型槽型结构。方法 借助有限元软件,计算并对比经典T形槽与衍生槽型在流场特性和稳态性能方面的差异,探讨不同参数对2种槽型干气密封稳态性能的影响规律,揭示衍生槽型的密封机理。结果 衍生槽型的开启力高于经典T形槽,泄漏率也会增加。随着工况参数的升高,2种槽型的稳态性能参数近似线性增加,且差异逐渐增大,最小差异达到6.6%。随着槽深的增加,泄漏率方面的差距在逐渐减小,为扩大衍生槽型的控漏效果,槽深应>5μm。开设有引流槽型结构的衍生槽型稳态性能顺序为发散型>直口型>收敛型,但在文中的工况下,数值差别较小,最大仅为1.2%。结论 相比于经典T形槽,衍生槽型具有更强的动压效应,开启性能明显提升。另外,通过开设不同形式的引流槽可以改变气膜的流动特性和干气密封性能。

干湿循环作用下渠道膨胀土裂隙演化规律及强度特性

为探究干湿循环作用下膨胀土渠道边坡裂隙演化特征与强度衰减规律,对北疆某渠道膨胀土开展了不同压实度的干湿循环试验,利用图像处理技术提取膨胀土表面裂隙参数,利用直剪试验测得膨胀土抗剪强度,并分析黏聚力随裂隙率的变化规律。结果表明:在干湿循环作用下,黏聚力的衰减速率随着压实度的增大而增大,内摩擦角总体呈减小趋势,裂隙率的增加速率随着压实度的增加而减小;裂隙相对面积呈先增后减的变化规律。最后,拟合获得不同压实度膨胀土黏聚力与表面裂隙率之间的关系式,通过确定膨胀土表层裂隙率可计算出其黏聚力。研究成果为进一步揭示剧烈干湿变化诱发的膨胀土渠道边坡失稳破坏提供了重要依据。

干湿环境下膨胀土裂隙演化规律及渠坡变形研究

研究干湿循环效应下膨胀土裂隙发育规律对揭示膨胀土渠道边坡失稳机制有重要意义。针对目前研究中存在的不足,开展了仅考虑干湿循环效应的膨胀土裂隙演化试验,系统测量了随时间变化的水分蒸发过程及裂隙动态发育特征。基于膨胀土裂隙演化规律,通过编程将块体离散元方法应用至膨胀土渠坡变形分析中,并得到如下结论:(1)膨胀土水分蒸发过程可分为稳定蒸发阶段、减速率蒸发阶段和残余蒸发阶段;(2)随着干湿循环次数增加,膨胀土面积裂隙率逐渐增加后趋于稳定,裂隙总长度逐步增加,裂隙平均宽度不断减小并逐渐稳定,裂隙夹角由T型逐步过渡至Y型;(3)土体颗粒排布总是向稳定方向发育,颗粒间应力分布向着更优势的状态发展,胀缩裂隙分布逐步稳定;(4)将块体离散元应用至膨胀土边坡分析中,实现了考虑裂隙和吸湿膨胀的膨胀土边坡位移场-应力场耦合;(5)干湿循环效应促进了膨胀土裂隙发育,裂隙率增加导致渠坡变形增加和塑性区扩大,在膨胀土渠坡坡脚处变形显著。

北京市河道整治特色工程措施探究

文章以北京城市河道旱河整治为例,从改善防洪排涝条件、改善人居环境和满足城市发展等方面,对旱河综合整治特色工程措施进行了相关论证与分析。工程实施后,取得了较好的经济和社会效益,可供类似城市河道治理工程借鉴。

B4C对Si3N4/Si_(2)N_(2)O结合SiC材料抗热震性能的影响

首先以Si粉、SiO_(2)微粉为原料,先在700℃空气气氛处理,然后在1400℃氮气气氛下合成Si_(2)N_(2)O,研究了B_(4)C添加量(外加质量分数分别为0、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%)对Si_(2)N_(2)O合成效果的影响。然后根据B_(4)C最优加入量,先在700℃空气气氛保温5 h,然后在1400℃氮气气氛保温5 h制备了Si_(3)N_(4)/Si_(2)N_(2)O结合SiC试样。采用1300℃风冷5次后试样的抗折强度保持率评价其抗热震性,分析了热震前后试样的物相组成和显微结构。结果表明:1)合成Si_(2)N_(2)O的B_(4)C最优添加量为3%(w);在700℃空气处理时,B_(4)C优先和气氛中O_(2)反应生成液相B2O3,为1400℃氮气气氛生成板片状Si_(2)N_(2)O提供充足液相。2)风冷热震后,添加B_(4)C的试样中Si_(2)N_(2)O结合相保持完整,强度保持率由未添加时的67.5%提高至88.5%;同时,生成的B2O3发生碳热还原氮化反应,生成导热性好、具有自润滑特性的BN,改善其抗热震性,并在使用过程中继续为Si_(3)N_(4)/Si_(2)N_(2)O结合SiC材料提供保护。

长江中下游分汊河道洪枯期主支汊易位机制探讨

分汊河段广泛存在于自然界的河流中,其主支汊易位关系到河势、防洪、供水及航运等诸多方面。本文以长江中下游分汊河道为对象,采用水文变异与河道演变分析等方法,分析了主支汊洪枯期交替分类与区域特征,剖析了主支汊洪枯易位主导因素,探讨了洪枯转换下分汊河道主支汊易位机制。研究表明:长江中下游主支汊洪枯交替型河段主要集中在中游宜都至黄石河段,洪枯非交替型河段主要集中在苇源口河段以下,中游河段流量、含沙量、水位、水面比降等条件有利于洪枯期主支汊易位的形成;驱动因素分析表明,主支汊洪枯易位类型主要有主支汊分流比差异小、洪枯期汊道来流条件差异大和洪枯期主支汊过流能力差异大三种;洪水主汊上游有高水位下吸纳主流的阶梯式边滩、洪枯水流惯性差异明显和“大水趋直、小水坐弯”等情况,易导致主支汊易位。

共和盆地干热岩形成的地球动力学过程与成因机制

共和盆地干热岩是我国首次钻获的干热岩,围绕其成因机制还存在诸多争议。基于前人资料和我们的热物性测试、地球化学及地球物理探测成果,通过综合研究,阐述了共和盆地干热岩成因机制与地球动力学过程:(1)印度与欧亚板块晚碰撞及后碰撞等一系列构造活动,导致了青藏高原北部的隆升和软流圈上涌、热侵等深部动力过程,在高原隆升蓄积的重力势能及其导致的重力浮力、青藏高原东北缘的侧向挤压应力、地幔拖曳力、软流圈热物质上侵热力等综合作用下,壳幔通道流沿岩石圈薄弱层(带)整体自西南向青藏高原东北部和共和盆地东北部流动。(2)板块(地块)缝合带、塑性流变韧性剪切带或高导低速体、深大走滑断裂带及其交汇部位等岩石圈薄弱层(带),是深部热物质自深至浅运移的壳幔通道。(3)深部地质结构的不均一使来自深部的热量在地壳浅部形成不均一性的聚集;岩石圈浅部的地下水活动、沉积/剥蚀作用与深部的岩石圈变形以及岩浆热对流等物质运动方式对热流的扰动;深部热流向热导率高的花岗岩类侧向运移等这些岩石圈热量自深至浅的不均一分配。本文突破了以往单因素和少数控热因素的共和盆地干热岩成因认识,阐明了由源(热源、力源)、通道到储、盖(层)的干热岩综合成因机制。

沉管隧道工程技术经济分析--以会展西路过江隧道为例

本文论述沉管隧道在交通转换功能、对航道影响及过江功能性、水域自然景观保护方面相较于跨江大桥的独特优势,同时也指出沉管隧道在工程造价和运营成本上远高于桥梁,因此对其建造成本的控制应引起足够重视。本文以会展西路过江隧道为例,对沉管隧道工程的主要技术经济特点展开分析与验证,并对该项目所采取的关键性费用控制优化措施——即在国内沉管隧道项目中首次改造利用既有干坞作为沉管预制场地,进行量化对比分析与论证,测算改造利用既有干坞模式相较于新建干坞模式所节约的具体投资额,对我国内地滨河城市批量化建设沉管隧道成本节约的途径和可能性作出探讨。

冻胀土及高地下水位渠道上干砌块石衬砌应用研究

作为一种砌石防冻材料,块石抗冻效果好、适应性强、使用年限长。通过对大型灌区疏勒河流域水资源利用中心昌马灌区高地下水位渠段冻胀破坏存在危害及原因进行研究,采取干砌块石衬砌形式并置回避、适应冻胀法以及置换冻胀基土等措施,解决了在冻胀土及高地下水位其他衬砌形式易冻胀变形、维修费用高等难题,便于日常施工,降低费用,同时具有较好的处理效果和实践效果,值得推广。

安全壳空气冷却系统单面加热对流换热特性研究

事故工况下,为将反应堆内的热量从钢制安全壳外表面传至外界环境,模块化小型压水堆核电厂“玲珑一号”(Advanced China PWR Linglong No.1,ACP100)设置了非能动安全壳空冷系统(passive containment air-cooling system,PAS)。单面加热非能动自然循环机理研究是PAS的设计、运行基础,本文通过搭建干式平板加热实验台架,研究分析了不同通道宽度、倾斜角度对PAS换热能力的影响。结果表明:通道宽度减少、高度增加对PAS换热是有利的,自然对流换热能力随通道高宽比成正相关;自然对流换热能力随加热面与水平面倾斜角度的减小增强,当斜度小于15°时,自然对流换热能力提升明显。

漳河下游河道生态修复模式研究

针对漳河下游河道因水资源短缺而长期断流致使生态环境严重恶化的现状,根据该地区气候特性,提出了适合漳河下游干涸河道的以绿代水、湿润河道的生态修复模式,并采用HEC-RAS(河流分析系统)模型进行了验证。结果表明:该修复模式合理可行,对漳河下游干涸河道能起到生态修复的效果,同时也为研究其他同类型河道的生态修复提供了参考。

蛇形通路平板太阳能空气集热-干燥装置的性能分析

利用自行设计的包括蛇形通路太阳能空气集热器、干燥箱、控制系统、鼓风机等的整套装置,在西安地理和气候环境下于不同设定温度下进行实际控制和测试,以及集热器的光热转化效率的分析。结果表明:该装置控制系统稳定性好,温度控制精确;蛇形通路的平板型太阳能空气集热器的光热转化效率较高,在设定干燥箱温度值为60℃情况下,两小时内其光热转化效率达到74.32%,可望用于实际物料的干燥。

T型槽干气密封内微流动特性的数值计算

在N-S方程的基础上,考虑微尺度效应对干气密封内部流动的影响,推导出T型槽内气体稳态流场的非线性运动方程.应用有限差分思想,将非线性偏微分方程通过迭代增量线性化方法转化为线性代数方程组,通过迭代进行数值求解,获得T型槽内气体的速度分布和压力分布,近似求得不同气膜厚度时T型槽内气体泄露量和开启力分布.计算结果和其他文献中的实验结果基本符合,证明该理论分析方法在干气密封系统优化设计的可行性.

内河枯水期航行仿真建模及实现技术研究

内河航运是综合运输体系中的重要组成部分,然而由于受季节性等影响,内河航道变化较大,容易导致碍航现象发生,影响内河航运安全畅通和运行效率。针对枯水期内河航运特点,研究了内河航道建模及航行仿真方法。提出了一套内河航道建模、水面生成和船舶随机产生方法,为研究枯水期提高内河航道通行效率、保障安全畅通提供了一个有效的平台。

双面加热环形窄缝通道内流动沸腾干涸点实验研究

在间隙分别为2.0mm和1.5mm的垂直环形窄缝通道内,流体自下而上流动。本文通过对内外管的双面通电加热来加热流体,进行环形窄缝通道内干涸点测定的实验研究。实验压力范围为2～4MPa,质量流速为40～80kg·m-2·s-1。采用原苏联古塔杰拉奇普通圆管的干涸点公式的形式对实验数据进行处理,得到了经验关系式,并对其进行修正,得到了适合于计算环形管道干涸点的经验关系式。

漳州盆地精细壳、幔异常结构与潜在干热岩探讨

漳州盆地与相邻地带的地质构造复杂,水热活动强烈,且伴随着小地震的频频发生.为厘定该盆地深部是否存在潜在的干热岩体,则必须对其壳、幔精细结构和介质物理属性进行探查、研究与探讨.基于漳州盆地壳幔速度结构的格局发现:(1)"灵霄—漳州—安溪"地带的深处存在一低速层,且在漳浦—长泰之间呈现出一"扁豆状"低速体;(2)该低速体北侧为一伸抵上地幔顶部、且向北倾的深大断裂带,若该"扁豆状"低速体为潜在的干热岩,则该深大断裂带可能为深部热液物质上涌与热源补给的通道.

多通道烘缸水平通道内蒸汽凝结换热的研究

多通道烘缸是解决纸张干燥能耗较高问题的优化方案之一,蒸汽凝结换热是其通道内热量传递的重要途径。本研究对不同凝结条件下多通道烘缸水平矩形通道内的蒸汽凝结换热系数的变化进行了分析。结果表明,蒸汽凝结换热系数随着蒸汽质量通量和冷却水雷诺数的增加而增加,但凝结水换热系数会随冷却水雷诺数的增加而发生波动;通过增加蒸汽质量通量可以实现水平通道内更好的换热性能,当蒸汽质量通量设为24 kg/(m^(2)·s)时可以避免过度的两相流压力降。采用现有凝结换热关联式对凝结换热系数进行计算,并与实验值进行对比,发现Shah(1979)关联式对多通道烘缸水平通道内的蒸汽凝结换热系数具有较好的预测能力。

滚筒洗衣机烘干流道改进及离心风机降噪研究

为研究滚筒洗衣机的烘干流道与其离心风机的气动性能和气动噪声的匹配关系,优化烘干流道、提升离心风机气动性能、降低气动噪声,文章利用数值模拟的方法对离心风机的流场特性进行仿真,对其气动噪声进行模拟,获得了原模型离心风机的流场特性和气动噪声特性,并通过实验验证了数值模拟的正确性;根据计算结果,设计了改进模型提升离心风机的气动性能,降低其气动噪声,并进行实验测试了原模型与改进模型离心风机的性能。结果表明:改进后的烘干流道降低了对气流的阻力,改善了其与离心风机的匹配关系,使风机全压提升45.61Pa,提升幅度达23.05%,效率提升20.11%,洗衣机整机噪声下降2.54dB(A)。优化后的流道和离心风机的气动性能与噪声特性具有良好的匹配关系。

基于LabVIEW的多路湿度控制系统

利用北京谱仪III上的干燥系统提供的干空气,整合小型温湿度一体探头、智能采集模块、开关量控制模块和普通气体电磁阀,基于LabVIEW图形化编程环境开发了一套多路湿度控制系统。此系统可同时实现多个不同湿度小环境的实时监测和控制,并可以扩展到多路温湿度的混合控制,单路湿度可以控制在空气湿度以下直至相对湿度低于3%的任意值,湿度控制误差好于2%。

干熄炉斜道区莫来石-红柱石砖的损毁研究

测试并比较了使用4年后干熄炉斜道区莫来石-红柱石过梁砖不同部位(炉腔侧、风道侧和芯部)砖体的体积密度、显气孔率、耐压强度、化学组成,利用XRD和SEM分别分析了其物相组成和显微结构变化,并对其损毁机制进行了探讨。结果表明:1)莫来石-红柱石砖原始强度较低,易遭受炉体结构应力和热应力破坏;2)与砖体芯部相比,炉腔侧和风道侧受环境气氛影响更大,结构更为疏松,强度下降更明显;3)高温下红柱石莫来石化导致的体积膨胀、低熔点相侵入形成的新物相以及弱还原气氛下SiO2的分解破坏了材料的结合体系,造成了材料致密度的降低和强度大幅下降,是除了炉体结构应力、热应力等因素外,导致干熄炉斜道区莫来石-红柱石砖破坏的不可忽略的因素。