A Case Study in Teaching Pipes-and-filters and Batch Sequential Software Architectures

In this paper,a case study is carried out in comparison of pipes-and-filters architecture and batch sequential architecture.Concepts on a data flow system and the two mentioned architectures are presented.A Java template class design in implementing the "pipes" and "filters" in the pipes-and-filters architecture is given at the design level.Finally,this paper uses a concrete example to show how to use Java to implement the pipesand-filters architecture.Using varied amount of data from text files,performance and memory usage of the two architectures are illustrated.

超长滤袋排气管结构对滤袋特性影响数值研究

滤袋表面过滤风速轴向分布不均会导致滤袋上部过早损坏,这一问题对于超长滤袋而言更为突出,为改善超长滤袋表面过滤风速的均匀性,针对典型10 m超长滤袋(设计过滤风速为1.0 m/min)采用袋口增设一段内伸排气管方式以改善滤袋内部流场结构。研究结果表明:当增设内伸排气管结构时可以大幅改善滤袋表面过滤风速的均匀性,存在最优的排气管内伸长度和直径的组合可改善超长滤袋过滤特性;当排气管内伸长度为滤袋长度的一半时滤袋表面过滤风速的均匀性最好;增加排气管直径会降低除尘器运行压降;综合考虑运行压降和滤袋表面轴向速度,当排气管内伸长度为滤袋长度的0.2倍,直径为滤袋直径的0.8倍时可以提升约30%的过滤风速表面分布均匀性,此时除尘器的运行压降下降0.65%,滤袋表面轴向速度峰值增加7.75%。

鄱阳湖圩堤管涌险情分析与防治措施

为了进一步防治管涌险情,以鄱阳湖防洪圩堤为研究对象,建立了管涌预测的理论模型,运用GeoStudio2018软件对防洪圩堤进行模拟分析,设置了降雨强度、降雨类型和降雨时刻三个关键因素和四种工况,分别用Seep/W模块和Sigma/W模块对防洪圩堤进行破坏计算。结果表明,只有在固定库水位下不同降雨会出现管涌现象,管涌出现破坏的有固定库水位23 m+降雨时刻20~30 d+降雨强度0.06 m/d,管涌点位于下游坡坡脚0.2 m处;提出了反滤铺盖方案,并建立了相应的数值模拟模型。经验证,该方案符合相关规范要求。

金属长滤袋脉冲喷吹清灰均匀性优化研究

为了探究喷吹管的喷吹孔径分布方式对金属长滤袋脉冲喷吹清灰均匀性的影响,采用3种喷吹孔径分布方式不同的喷吹管对金属长滤袋进行脉冲喷吹实验,对比研究不同喷吹孔径分布方式下,沿喷吹管气流方向滤袋间侧壁压力峰值分布规律。结果表明:采用喷吹管T_(1)时,滤袋侧壁压力峰值沿喷吹孔K_(1)—K_(9)方向分布不均匀,波动幅度较大,不满足清灰均匀性的要求;采用喷吹管T_(2)时,滤袋清灰均匀性有所改善,但仍不满足清灰均匀性的要求;采用喷吹管T_(3),喷吹孔K_(1)—K_(9)对应滤袋侧壁压力峰值变化趋势平缓,各测点侧壁压力峰值的方差均小于0.01,表明喷吹管T_(3)满足金属长滤袋清灰均匀性的要求。结果表明可以采用改变喷吹管孔径及其分布方式提高金属长滤袋脉冲喷吹的清灰均匀性。

砂岩地热回灌井射孔完井与滤水管完井对比研究

地热能作为一种储量大、分布广的清洁、可再生能源,在开发利用过程中需要进行同层回灌。目前砂岩回灌井施工完井工艺主要为止水器滤水管完井、分级固井滤水管完井,但是都存在回灌能力衰减快、长期回灌易发生堵塞等弊端。而射孔完井在油井中使用较为普遍,是提高油井产能的重要措施,但该工艺在地热井上的应用研究较少,该文通过射孔完井产能影响因素、滤水管完井优缺点分析,以及射孔完井与滤水管完井实例分析,对比砂岩区域2种完井产能测试情况分析,为砂岩区域地热井施工提供参考。

过滤双流体模型的水平管道内稠油输送数值模拟

针对介观尺度下蜡晶颗粒聚团在管壁形成宏观尺度下石蜡层的现象,采用过滤双流体模型研究水平管道输送伴有固态沥青质的稠油的液固两相流流动和传热特性.对比均匀结构曳力模型和亚格子曳力模型的模拟结果,获得了颗粒相时均体积分数、颗粒相压力和过滤传热系数的修正系数等参数分布规律.同时分析了壁面温度对稠油温度分布和传热的影响.结果表明:与均匀模型Gidaspow model相比,过滤模型能够揭示蜡晶颗粒非均匀流动结构对液固两相流的变化规律.Filtered modelⅡ的结果更加接近于试验结果,Filtered modelⅡ的结果随着蜡晶颗粒体积分数的增加而减小.当蜡晶颗粒相体积分数增加到12%时,加入壁面修正的亚格子模型的误差仅为4.1%.而ZAMBRANO等人模拟结果与试验压降的误差为12.9%.亚格子尺度模型能够详细地再现沥青质颗粒聚团的介观尺度流动行为,为稠油输送过程中的蜡晶聚集以及流动过程的预测提供了新的方法.

江苏沿海滩涂地区暗管排水土工布外包滤料的试验研究

暗管排水治理盐渍化问题是利用江苏省丰富沿海滩涂资源的有效途径,但由于土壤渗透性低、结构较差,暗管存在较大的淤堵风险,亟须筛选适合当地土质的土工布合成外包滤料。研究选取4种土工布外包滤料进行水力渗透试验,分析比较在2种土壤中的透水、反滤与防淤堵性能。结果显示,试验进行至70 d时,8组处理均达到稳定,渗透性能良好,土壤流失量均不超过1 g,淤堵率在6%~20%之间。4种土工布在砂粒含量较高的土壤A中能更快达到稳定,所形成的天然反滤层结构更佳,土工布SF44各性能表现均为更优。研究成果可为江苏省沿海滩涂地区暗管排水土工布外包滤料的选择提供理论支撑和技术参考。

基坑管涌处理工艺设计及施工

为解决建筑深基坑施工过程中常发生的管涌、流砂问题,通过滤沙降水的设计思路,将流砂中的水与泥沙过滤、分离,将水排出基坑,泥沙留在基坑,保证基坑不会因泥沙流失而失稳,降低基坑因泥沙流失而坍塌的风险,从根本上解决了管涌治理难题。实践结果表明,滤沙降水工艺在建筑深基坑管涌、流砂治理中有很高的经济性、实用性,解决了深基坑工程管涌流砂治理困难、治理成本高等问题。

滤棒发射管道高效清洁装置的研制

为解决发射管道清洁效率低、人力投入大的问题,设计了一种滤棒发射管道高效清洁装置。该装置由牵引部分、钢绳排列部分、管道清洁部分等组成。牵引部分将钢绳从发射管道一端拖入,输送到发射管道的另一端,将钢绳上连接的牵引头替换为清洁头,卷筒转动将钢绳上的清洁头拉回,清洁头紧贴在管道内壁,将管道内壁的积垢刮下,并由压缩空气将胶垢吹出管道;排列部分将钢绳致密地排列在卷筒上。以红云红河烟草(集团)曲靖卷烟厂6#发射机的6根发射管为对象进行测试,结果表明:应用清洁装置后,仅需要2名作业人员即可完成发射管道的清洁,与应用前相比节约2人;与应用前相比,堵管间隔由5个工作日提高到10.5个工作日,每100 m发射管道的清洁时间由78.75 min降低为9.44 min。该技术可为提升滤棒发射管道清洁效率提供支持。

浅议降雨对丰宁台水管倾斜仪的干扰与排除

选取2021—2023年丰宁地震台DSQ水管倾斜仪和气象三要素观测资料,通过对降雨量与观测数据做相关性分析和褶积滤波分析,并通过褶积滤波法与多元回归法消除降雨的滞后效应,判断降雨与水管仪应变量之间的关系。结果表明:丰宁DSQ水管倾斜仪趋势转折与降雨有关,观测数据日变化幅度与降雨累积值存在良好的线性关系,与瞬时降雨量之间没有明显的相关性,在响应时间上存在1天的滞后;褶积滤波能较好的消除降雨引起的阶变,但未能完全消除2021年6—9月水管仪降雨后NS向南倾、EW向东倾的状态,可能还受到其他因素影响。

西安某污水处理厂除臭工程设计案例分析

以西安市某污水处理厂风量24000 m^(3)/h除臭设计工程为例,对比了目前常用的除臭方法,重点介绍了设计案例所采用的生物滤池法的原理与工艺流程。分析了设计案例中的臭气风量设计计算、收集风管设计、设备填料选用及密封系统加罩材料的选择。除臭工程运行表明:经生物滤池除臭处理后,尾气排放满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》厂界二级排放标准。

基于交流电磁场的支管角焊缝表面缺陷检测系统

基于交流电磁场检测(ACFM)技术,开发了一套支管角焊缝表面缺陷检测系统。设计了包含ACFM探头和便携式机箱的硬件检测系统,针对检测信号的特点开发了信号平滑滤波算法,提高了信号的信噪比,并基于LabVIEW平台编写了集信号采集、信号处理和信号显示为一体的检测软件,最后形成一套完整的交流电磁场支管角焊缝表面缺陷检测系统,并采用该系统对Q345材料角焊缝试件进行检测。试验结果表明,所设计的交流电磁场缺陷检测系统能实现支管角焊缝表面缺陷信号的有效降噪和准确识别。

某油田核桃壳过滤器撬块内管线选材评价

为解决中东某油田核桃壳过滤器撬块内管线腐蚀穿孔严重的问题,通过文献调研优选出316L不锈钢、3Cr低合金钢、抗菌钢及耐高温聚乙烯(PE-RT II)等四种管材,进一步通过相容性、施工可行性及经济性进行选材评价。结果表明:在相容性评价试验后,PE-RT II管材表面无溶解、气泡、开裂及变形,参照静液压强度外推曲线可知PE-RT II管材在相应工况下服役周期应能超过20 a;316L不锈钢、3Cr低合金钢和抗菌钢表面呈均匀腐蚀形貌,其中316L不锈钢为轻微腐蚀、3Cr低合金钢和抗菌钢为中度腐蚀,三种管材在相应工况下服役周期均应能超过25 a;PE-RT II管材可通过热熔焊接和电熔焊接施工,316L不锈钢、3Cr低合金钢和抗菌钢可通过焊接施工,四种管材均能满足在核桃壳撬块内的安装施工要求;PE-RT II管材经济性最佳。综上,优选PE-RT II管材。

一种快速焊缝图像处理的FPGA实现方法

针对串行架构的处理器及通用计算机实现管道焊缝检测实时性不足的情况,提出了一种基于FPGA的快速管道焊缝图像处理算法。在采集管道焊缝图像过程中,会存在噪声干扰图像,直接影响缺陷的边缘检测与目标识别。将FPGA的并行计算及流水线技术运用到中值滤波和Sobel边缘检测算法中,实现模块之间的并行处理,并且在流水线协同下通过卷积核移位执行像素操作,实现了一种快速管道焊缝图像处理算法,发挥了FPGA计算速度上的优势。实验证明:对于一幅600×400的图像,在时钟频率为100 MHz的环境下,从像素读取到图像处理完成只需9.56821 ms,相较于通用计算机上实现图像处理算法有极大的速度提升,该算法能够有效提升图像处理的执行效率,可用于高实时性的管道焊缝图像处理。

不同砂滤料暗管排水对水稻生长及土壤盐分的影响

为探究盐碱地不同砂滤料暗管排水对水稻生长和土壤盐分的影响,以水稻秋优88为试验材料,设细砂粒(F1)、细砂粒和细碎石1∶2(质量比)混合(F2)、细碎石(F3)3种暗管砂滤料,分析不同暗管砂滤料处理对水稻生长、产量、水分利用效率、肥料偏生产力及土壤电导率的影响。结果表明,F2处理有利于0~60.0 cm土壤排盐,改善水稻根系环境,对水稻生长及产量促进效果最为明显。F2处理下,水稻拔节期叶片SPAD值较F1、F3处理分别提高10.24%、8.67%,抽穗期叶片净光合速率、蒸腾速率均高于F1、F3处理,稻谷产量较F1、F3处理分别提高21.82%、15.29%;在试验末期,F2处理0~60.0 cm各土层电导率均显著低于F1、F3处理,其中F2处理0~20.0、20.1~40.0、40.1~60.0 cm的土壤脱盐率分别为68.72%、58.82%、45.96%,脱盐率显著高于F1、F3处理。所以,在土壤重度盐碱化地区,选用细砂粒和细碎石1∶2(质量比)混合作为暗管排水砂滤料有利于降低土壤盐分,提高水稻产量。

不同砂滤料配比对宁夏引黄灌区盐碱地暗管排水非全流过滤的影响

探究不同砂滤料配比暗管排水非全流装置对农田排水过滤效果的影响,以宁夏引黄灌区稻田盐碱地为试验区,分别设置细砂粒(F1)、细砂粒和细碎石1:2混合(F2)、细碎石(F3)3种砂滤料,研究不同砂滤料配比对滤水流量、排盐及滤沙效果的影响。结果表明,与F1和F3处理相比,F2处理可有效减缓砂滤料堵塞程度,F2处理平均滤水流量较F1和F3处理分别提高131.33%和106.45%;F2处理排盐、滤沙效果同样优于F1和F3处理,其中F2处理滤水中平均TDS含量和浊度相比于F1和F3处理分别降低34.64%、31.40%和31.02%、62.18%。综上,宁夏引黄灌区稻田盐碱地暗管排水非全流过滤砂滤料选用细砂粒和细碎石1:2混合较单一砂滤料而言,可有效提升其过滤性能。

外包滤料对暗管排水与土壤脱盐效果的影响

为了探究不同外包滤料条件下的暗管排水性能和土壤脱盐效果,基于室内试验研究成果,在田间设置4种暗管排水系统(各系统中暗管埋深均为80 cm,间距均为20 m),所用外包滤料分别为68 g/m^(2)土工布(L)、砂滤料(S)、68 g/m^(2)土工布+砂滤料(LS)和无外包滤料(W),以当地常规明沟排水(CK)作为对照,通过田间试验分析了春灌过程中各暗管系统的排水性能指标及土壤脱盐效率.结果表明:相比处理W,处理L,S和LS平均排水速率提升了7.44%,12.55%和15.75%,平均流量衰减度降低4.07%;处理S和LS累积排水量提高了5.11%和8.31%(P<0.05).各暗管处理春灌后平均土壤脱盐率均达47%以上,较CK提升显著,其中处理LS效果最优,为50.94%.综上,应优先选择处理LS作为河套灌区暗管排水系统外包滤料布设方案.该研究结果可为河套灌区暗管排盐技术的推广应用提供理论支撑和科学指导.

基于PLC的矸石山重力热管性能研究实验系统设计

为准确测量矸石山重力热管传热效率的影响因素,该文设计了一套以初始压力、初始角度、工质和加热温度4个变量为参数,以温差发电装置测量热能到电能转化量为传热效率量度的重力热管实验系统。该实验系统以PLC为核心控制器,可实现温度、压力的自动控制和实验数据实时采集,通过上位机软件系统与下位机交互的方式,实现实验系统自动运行和数据双向传输。实验测试结果表明,该系统误差小、操作简单、可扩展性强,局部加权回归滤波算法可消除信号不稳定的影响,能更清晰地反映重力热管性能特征。

煤矿井下自动加卸钻杆靶标图像清晰化方法研究

受煤矿井运输巷道空间限制,将钻孔机器人设计为灵活布局的钻进和钻杆加卸2个独立系统,利用基于合作靶标的单目视觉识别,将钻进和钻杆加卸2个系统关联,解决两系统递送钻杆的协同作业问题。然而,煤矿井下钻孔施工中场景复杂,存在孔口煤渣、污水污染合作靶标、粉尘浓度大能见度低、人造光源亮度低、光照不均匀使靶标图像对比度低,以及矿灯直射合作靶标反光等问题,会影响合作靶标图像清晰度,使基于靶标识别加卸钻杆的位置的精度降低,进而影响钻孔机器人自动加卸钻杆的成功率。因此,首先针对施工中孔口返出的煤渣、煤泥污染合作靶标的问题,利用形态学滤波中先腐蚀,再膨胀的开运算,清除煤渣间断斑块和突出靶标像素点;先膨胀再腐蚀的闭运算,消除小的孔洞和间断细小鸿沟,达到消除固体污染物对合作靶标的影响;其次针对粉尘、岩尘、水雾和污水影响图像对比度问题,通过暗通道先验求出初始透射率,采用梯度域导向滤波精细化透射率,利用导向滤波得到改进暗通道,并求大气光值,利用大气散射模型得到除雾后的图像,实现清晰化图像、增强图像对比度目的;最后对亚像素级角点和方向进行精细化,优化能量函数,使用种子棋盘格沿4个边缘生长棋盘格,用能量变化情况确认是否生长出最大的棋盘,补全因强光反射缺失的合作靶标图像。实验结果表明:将形态学滤波、去雾算法和棋盘格生长等方法相融合,可增强煤矿井下复杂场景钻孔施工中合作靶标图像的清晰度,提高基于视觉识别的图像精度,为钻孔机器人自动加卸钻杆的精确控制奠定基础。

滤嘴棒发射弯管轨道总成的设计与改进

【背景和目的】解决目前以ZJ17中速卷烟机为原型改造的中细支卷烟生产设备在接收滤嘴棒的过程中,产生的滤嘴棒弯折、扭皱、触头、压扁、破损等质量问题及降低滤嘴棒输送过程中的造成的堵塞现象,设计和改进滤嘴棒输送段的弯管轨道总成。【方法】通过改变弯管轨道两端切线的夹角以及弹性板件的收尾固定形式,实现不同规格滤嘴棒在弯管轨道总成输送通道的适应性,整个弯管轨道总成的进、出口两端切线夹角为135°。【结果】滤嘴棒堵塞概率从83.2%降低为0。【结论】该方案有效地提高了ZJ17卷接机滤棒发射接收装置的稳定性和生产效率。