混合转子永磁电机双风道冷却系统设计

混合转子永磁电机具有高功率密度的优势,但也导致电机散热空间和散热能力不足等问题。为此,根据其特有的转子结构提出一种双风道冷却系统,并采用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)的方法对电机温度场进行验证。首先,根据电机损耗和尺寸设计一个适合双风道的轴流风扇。其次,对不同进、出风口的结构参数进行仿真,对比和分析仿真结果,选出冷却性能较好的参数组合。最后对单风道和该参数组合下的双风道进行数值模拟,仿真结果表明,使用双风道冷却结构后电机散热能力显著提升。

一种双流体喷头的微生物活性及喷雾特性

微生物农药比化学农药更加环保和安全,已成为农林病虫害生物防治的研究热点。然而,因为缺乏喷洒技术和专用设备,使微生物农药的应用受到制约。目前,传统的喷头仍然主要分为锥形雾和扇形雾喷头。由于扇形雾喷头的平面喷洒方式,配有该喷头的喷雾机可用于大范围喷洒。与锥形雾喷头相比,扇形雾喷头喷洒后微生物农药的活性不能满足使用要求。为了保证微生物农药的活性,方便大范围喷洒并有良好的喷雾性能,研究了一种用于喷洒水和微生物农药混合物的双流体外混式扇形雾喷头。微生物农药的活性可以通过喷洒后微生物农药的活性(生存率R s)来评估。喷雾性能包括雾滴尺寸、分布均匀性和混合均匀性,并分别通过有效尺寸、变异系数(CV,式中记作C V)、均匀性变异系数(α)来评估。初步分析表明,在喷雾过程中,微生物农药与水的喷雾压力必须有一定的比值(λ),当λ为0.7∶0.2时,雾滴粒径在188~341μm的有效范围内,C V=0.40,α=0.47,R s=89.6%,可以保证微生物农药的活性,获得理想的喷雾特性。研究结果将为精确使用农药、大面积喷洒微生物农药并保证微生物农药活性,从而有效防治植物病虫害提供新的研究思路和方法。

鸭舵转速对双旋弹追随稳定性影响研究

发展了适合双旋弹虚拟飞行仿真的高保真计算流体力学和刚体动力学耦合平台,以此为基础研究了旋转鸭舵对双旋弹弹道追随稳定性的影响。为了准确刻画双旋弹前后体的差动旋转效应,将滑移网格算法引入自研非结构混合网格流场数值模拟程序HUND3D。通过对双旋弹进行定轴转动非定常模拟,考察了不同鸭舵转速下双旋弹的流动特征与气动特性。通过耦合求解非定常雷诺平均NS方程和七自由度刚体动力学方程,实现了双旋弹不同弯度弹道的虚拟飞行仿真,分析了弹道追随过程的动力学机理,并结合气动特性分析结果研究了控制鸭舵转速改善弹道追随稳定性的策略。研究结果表明:鸭舵旋转所产生的气动干扰,能够显著影响弹体的侧向力与偏航力矩。通过控制前体鸭舵转速以产生有利于弹道追随的偏航力矩,能够在一定程度上改善弹道追随稳定性。

低渗透储层的径向电阻率特征及含油性——以鄂尔多斯盆地洛河油田延长组长6^(1)为例

鄂尔多斯盆地中部洛河油田长6^(1)低渗透油层含油饱和度变化大、油层非均质强,再加淡水钻井液侵入,造成油层电阻率径向分布不均且变化大。通过双感应-八侧向测井与阵列感应测井响应特征对比分析,认为水层的径向电阻率均为增阻侵入,油层、油水同层的径向电阻率普遍具有减阻侵入、低阻环带、高阻环带特征或相关趋势。其中,减阻侵入有助于识别高含油饱和度、高电阻率油层和油水同层,低阻环带和高阻环带有助于识别低电阻率油水同层。另外,部分油水同层的双感应-八侧向测井径向电阻率组合具有“增阻侵入”且深感应电阻率低的特征,推测可能是受双感应-八侧向测井探测范围限制,为低阻环带靠近井眼附近遭受淡水钻井液侵入影响的结果,深感应测井反映的是侵入带电阻率而不是油水同层的电阻率,容易被误解释为水层。因此,对于双感应-八侧向测井中具有“增阻侵入”特征且深感应电阻低值的储层,其流体性质有水层、油水同层这两种可能性,需要结合深探测测井资料或油藏地质特征进一步分析,以提高油层、水层的识别率。

真空二流体技术制备高精细线路的研究

为满足日益精细化和复杂化的印制电路板(PCB)产品需求,真空二流体技术作为新型蚀刻技术在减成法工艺中得到越来越广泛的应用。探索利用减成法工艺结合真空二流体技术制备不同铜厚的高精细线路。研究结果显示,使用18μm、25μm及35μm铜箔分别制备线宽线距为30/30μm、35/35μm和40/40μm的精细线路时,真空二流体技术提高了线宽过程能力指数(Cpk),对横向线路的改善效果最为显著,且随着铜箔厚度的减小,蚀刻因子的增大也更为明显。

双管程换热器与单管程换热器流动与传热机理对比研究

对于单管程管壳式换热器的研究已经非常深入,但对于三种双管程管壳式换热器内部流动和传热机理的研究文献较少,本文建立了单管程换热器、固定管板式双管程换热器、U型管式双管程换热器、浮头式双管程换热器数值计算模型,通过获得的速度场、温度场等参数分析其壳程和管程流动与传热特性的异同。研究结果表明,双管程换热器强化传热根本机理是管程同等质量流量下,双管程换热器管程流速和流程相较于单管换热器皆提升一倍。单管程换热器和固定管板式双管程换热器不适用于温差较大的场合,U型管式双管程换热器和浮头式双管程换热器的管束一端可自由伸缩,适用于大温差场合。三种双管程换热器的壳程h/Δp远大于单管程换热器,管程h/Δp远小于单管程换热器。本研究可为热力系统中双管程换热器的使用和应用提供理论参考。

基于ADRC和模型预测控制的直驱伺服阀振荡抑制研究

直驱伺服阀因构造简单、抗污染能力强、输出功率大等突出优势,逐渐扩展其应用场景。作为飞控系统的关键部件之一,电液伺服阀的特性与可靠性直接关乎飞行性能与安全。本文针对某型航空用双系统直驱伺服阀存在的阀芯振荡问题,探究基于方法的伺服阀振荡抑制策略。建立了该直驱伺服阀系统的部件级数学模型,并与突变液流力模型联合运算;设计了自抗扰控制器(ADRC)和模型预测的复合控制方法,并与传统比例积分微分(PID)控制方法进行仿真对比。结果表明,ADRC和模型预测的复合控制方法对直线电机电流的高频小范围调节可有效抵消突变液流力对阀芯运动的影响,从而为直驱伺服阀在复杂受力环境下的控制器设计提供理论参考。

核磁共振双等待时间测井储层流体识别仿真实验设计

针对核磁共振(NMR)测井教学理论性强、原理抽象复杂等特点,设计了基于MATLABGUI的NMR双等待时间(TW)测井储层流体识别仿真实验,设计的MATLAB GUI交互界面包含地层T2谱模型构建、流体极化及双TW回波数据正演和回波数据处理等模块。通过在仿真实验中输入不同参数,模拟得到的地层T2谱模型、长短TW回波数据和处理结果将实时显示在图形界面,并对实际NMR测井资料进行了处理。该仿真实验操作简单,能将NMR双TW测井储层流体识别过程及结果直观地展示给学生,增强学生对该流体识别方法的理解,提高NMR测井教学效果。

气体和液体压强对造雪机喷嘴雾化性能影响的仿真分析

为研究水压和气压对一种造雪机喷嘴雾化性能的影响,文中采用流体仿真的方法,建立喷嘴的三维模型,对喷嘴流域进行简化处理,通过改变喷嘴气体和液体的入口压力,运用多相流中的volume of fluid(VOF)模型和realizable k-ε模型对双流体喷嘴内流场速度进行仿真分析。由于压缩空气增加了液膜的不稳定性,利用离散相模型(DPM模型)对喷嘴外流场进行模拟雾滴的雾化情况,比较不同气、液压强下雾滴的索特平均直径(D_(sm)),并对结果进行分析。研究结果表明,在液体压强相同的情况下,随着气压的增大,喷射出雾滴的D_(sm)会出现总体减小的趋势;在气体压强相同的情况下,随着水压的增大,外流场雾滴的D_(sm)随着水压的增大出现增大的趋势。雾滴的D_(sm)受气液压强比n的影响,当n=1~2时D_(sm)下降幅度最大,下降幅度达到65%;当n=2~6时D_(sm)下降幅度较小,下降幅度达到35%,当n=1.167时,D_(sm)达到最大值37.63μm;n=6时,SMD达到最小值18.61μm。

深层-超深层碳酸盐岩储层发育机理新认识与特深层油气勘探方向

在深层碳酸盐岩层系中,已陆续发现了塔河、普光、元坝、安岳等一系列大型油气田,并形成了碳酸盐岩“三元控储”等成储理论认识。近年来,四川和塔里木盆地相继在超过7 000 m甚至8 000 m的超深层中发现了优质碳酸盐岩储层。深层储层类型更加多样,控储因素中,相带、流体、压力和断裂,以及它们之间相互作用的内涵更为丰富。结合近期大量新的超深钻探资料,持续开展了深层-超深层碳酸盐岩成储机理的研究。通过塔里木盆地塔河-顺北地区奥陶系和四川盆地二叠系栖霞组、茅口组的深化研究,进一步揭示了构造破裂和多类型流体耦合改造储集体的成储机制;通过上震旦统四川盆地灯影组和塔里木盆地奇格布拉克组的系统分析,揭示了新元古代“白云石海”沉积环境、早期溶蚀和早期油气充注在成储与孔隙保持中的关键作用;通过开展含膏岩层系白云岩成储的物理模拟实验,揭示了膏盐岩封盖及超压、较为封闭的环境下,白云石重结晶作用显著改善了储集物性。深层-超深层储层发育机理新认识丰富了“三元控储”理论,有效引领了超深层,乃至特深层的油气勘探。断控和断-溶双控储集体、古老微生物丘滩相白云岩储层,尤其是寒武系厚层膏盐岩之下的微生物丘滩相白云岩储层,在中西部叠合盆地海相碳酸盐岩层系中广泛分布,有望成为万米特深层钻探的主要对象。

考虑流固耦合效应的双模盾构施工对地表变形的影响

为研究考虑流固耦合效应的盾构施工对地表的影响,文中以穗莞深城际西宝区间大直径双模盾构在复杂地层中施工为背景,采用midas GTS NX软件建立三维有限元模型,探究渗流作用下TBM模式在硬岩中掘进时的地表变形规律。结果表明,对于位于裂隙发育、富水性及透水性中等的硬岩隧道,隧道开挖引发的地下水渗流会加剧隧道周围及地表的位移变化,因此,在计算盾构施工对围岩及地表带来的影响时,应当考虑流固耦合效应。

脱硫废水浓缩滤液烟气旁路蒸发喷枪设计及系统运行优化

烟气旁路蒸发系统在脱硫废水零排放中的应用越来越广泛,但脱硫废水浓缩滤液含盐量高、腐蚀性强、硬度大,旁路蒸发处理过程易堵塞喷枪喷嘴。试验确定了喷枪尺寸参数,解决了滤液堵塞喷枪喷嘴的问题;根据喷枪喷射特性设计蒸发器尺寸并完成旁路蒸发系统。现场实际运行发现,高温烟气量约为理论计算的1.06~1.20倍,可通过蒸发器测温系统判断滤液雾化蒸发效果和蒸发器堵塞情况,当出现积灰时,启动振打除灰和吹灰系统。投入蒸发器系统后,除尘器入口烟温平均升高3.6℃,对除尘器除尘效率无影响。

基于Klinkenberg效应下双渗透模型瓦斯运移规律研究

为消除基质瓦斯渗流作用对流固耦合模型的影响,准确描述瓦斯在抽采过程中的运移规律,建立了更加符合煤层多孔介质特性的双孔双渗透率模型,提出了考虑Klinkenberg效应和动态瓦斯扩散系数的双孔双渗透流-固耦合模型。利用COMSOL模拟钻孔瓦斯抽采过程,分析煤层钻孔预抽过程中瓦斯的运移规律、渗透率和有效抽采半径的变化。模拟结果表明:Klinkenberg效应能有效促进瓦斯运移,渗透率变化是骨架压缩效应和基质收缩效应共同作用的结果,随着抽采时间的增加,基质收缩效应占主导地位,渗透率逐渐增加;观测点的渗流速度可分为快速上升、缓慢下降和稳定不变三个阶段;瓦斯有效抽采半径与抽采时间和孔径符合幂指函数关系。现场试验与模拟结果基本吻合,验证了理论耦合模型的正确性,为瓦斯抽采设计提供理论基础。

DH型转阀钻井冲击器结构性能参数优化研究

为了研究旋冲钻井中双液驱动DH型转阀钻井冲击器的冲击运动规律,优化其性能参数,通过分析其在冲程阶段和回程阶段的受力情况,采用有限差分法,建立转阀活塞运动数学模型,利用MATLAB软件编译仿真电算程序,对转阀活塞的动力学过程进行仿真电算,得出DH型转阀钻井冲击器的最优冲击性能参数。同时研究冲击器上下腔面积差、油压系统流量及压降对DH型转阀钻井冲击器冲击性能的影响,并设计关于冲击功、冲击频率和冲击功率的正交分析试验,利用Design-Expert软件对计算结果进行优化,以更好地提高冲击器的工作性能。研究结果表明:活塞杆直径和压降对冲击器工作性能的影响较为突出,流量对冲击器工作性能的影响较小。经优化,冲击功提高21.88%,冲击频率提高12.9%,冲击功率提高37.6%。相关研究对液动冲击器设计及应用具有一定的指导意义。

常密度与变密度流体双组分溶质运移实验研究

为准确预测地下水系统中污染物的运移路径及浓度分布,需深入理解不同密度条件下多组分溶质的稀释及运移机理。本文通过室内实验,分别在常密度流体与变密度流体中,系统观测了荧光素钠与氯化钠两种化合物在不同混合比时的运移现象,量化了出口处的浓度分布、稀释指数及两种溶质的浓度标准差。研究发现:在常密度流体中,两种化合物的运移相互独立,其浓度分布取决于化合物各自的水动力扩散与弥散;而在变密度流体中,两种溶质的运移相互影响,其运移轨迹与浓度分布均相同,取决于占比较大化合物的运移结果;变密度对流导致溶质羽和周围流体的接触面积增大,相较于常密度条件,溶质的稀释程度得到大幅提升。

转炉煤气干法除尘双流体空气雾化系统的特点

介绍双流体空气雾化喷嘴系统特点,如雾化颗粒非常细小,确保100%蒸发;单只喷嘴水量大,喷雾覆盖面积大;水量调整范围大,雾化颗粒直径恒定;系统运行成本低,显著节能;优异的抗堵性能,使用维护量小;喷嘴耐腐蚀,使用寿命非常长,同时阐述双流体雾化及控制系统配置特点。

均匀流作用下悬索桥单侧并置双主缆振动特性分析

建立了均匀流作用下考虑主缆三维效应、主缆间气动干扰效应和双向流固耦合效应的四主缆悬索桥单侧并置双主缆振动分析方法。针对主跨2180 m单跨吊四主缆悬索桥方案,开展了均匀流作用下成桥状态中跨主缆横向振动、边跨主缆的横向和竖向振动分析,结果表明:对于中跨主缆,主缆平均位移随风速增大而增大,主缆在平均位移附近做简谐振动,振动的频率与风速相关,双主缆间中心间距随来流风速增加而逐渐减小,但双主缆间不会接触;对于边跨主缆,特定风攻角下,背风侧主缆存在尾流驰振现象。

钻孔钻进期间瓦斯涌出数值模拟

为了分析钻孔钻进瓦斯涌出规律,建立流—固耦合双孔介质模型,并模拟分析了瓦斯压力、孔径、基质解吸时间及Klinkenberg因子对钻孔钻进瓦斯涌出的影响。结果表明,不同位置孔壁暴露时间不同,压力降幅不等,瓦斯渗流速度不同;瓦斯流量呈现增长趋势,且增长速度不断减缓,使用单孔模型则会严重高估瓦斯流量。瓦斯压力是影响钻进瓦斯涌出的关键性因素;孔径增大促使瓦斯流量及涌出量增高;基质瓦斯解吸时间增大减少了对裂隙瓦斯的补充;Klinkenberg因子能够显著促进渗透率的增大进而提高渗流速度,增大瓦斯涌出量,但瓦斯涌出量存在一个极限值。

双提升管催化裂解技术研究进展

综述了国内外双提升管催化裂解工艺技术进展,包括国内灵活多效催化裂解(FDFCC)系列技术、增强型催化裂解技术(DCC-plus)、两段提升管催化裂解多产丙烯技术(TMP)及国外Maxofin-FCC工艺、PetroRiser工艺及PetroFCC工艺。重点介绍了旨在解决催化剂与原料油精确匹配问题的双催化剂分区再生工艺技术,并指出今后的研发应注重:优化双提升管催化裂解分区再生装置的工艺参数,以降低操作难度;根据市场需求,实现不同技术方案在同一装置上的灵活切换,以加快工业化进程。

甲烷-煤尘爆炸波与障碍物相互作用的数值研究

为了探讨煤矿瓦斯和煤尘爆炸的物理机制 ,基于对甲烷和煤尘爆炸传播的理论分析 ,采用数值模拟方法研究障碍物对甲烷和煤尘爆炸传播的影响 ;为了更系统地考虑颗粒相各种输运特性、相间滑移和耦合 ,采用双流体模型建立了数学模型 ,该模型的出发点是把颗粒群和气体都作为连续介质 ,两者相互渗透充满整个空间形成没有间隙的“流体”———拟流体 ,在欧拉坐标系下考虑气 -固两相流动 ,气相和颗粒相的计算网格统一 ,易于处理。数值方法采用LU分解和迎风TVD格式分别处理对流项的隐式和显式部分 ,扩散项采用中心差分 ;同时研究了不同形状的障碍物对流场的影响 。