喷头流道结构参数对高黏度含能材料直写成型3D打印挤出过程稳定性影响

为了研究直写成型技术(DIW)中挤出系统的喷头流道结构参数(锥角角度、出口直径、成型段长度)对含能材料挤出过程的流体流动影响,研究建立了基于Polyfow Extrusion模块的高黏度含能材料挤出模型,并采用直写成型3D打印工况的挤出实验对其进行了验证。研究通过所建立的模型分析了锥角角度范围90°~130°,出口直径0.75~2 mm以及成型段长度5~20 mm对高黏度含能材料挤出过程的影响。结果表明:采用Polyflow Extrusion模块可以较准确地模拟复合含能材料的流动行为,同时发现锥角为100°、喷头出口直径为1.5~1.75 mm时挤出成型过程相对稳定、挤出膨胀较小,且成型段的增长会在增大所需入口压强的同时减小出口膨胀效应。

挤出机机头流道优化分析

复合挤出机机头是橡胶工业中有不可或缺的一部分,合理的设计挤出机机头流道与橡胶挤出成型质量有着密切的联系。基于此,这里对复合挤出机机头流道进行了分析优化设计。运用FLUENT软件,对复合挤出机机头其中的一个分支流道进行具体的优化分析。首先对阻尼块的高度、深度以及形状进行了结构优化分析设计,其次对分支流道分流区的角度进行了优化分析设计,通过确定阻尼块的形状、高度和深度,改变分流区的角度,降低了流道进出口的压力降,减少了流道的阻力,提高了出口速度的均匀性和产品的质量。

质子交换膜燃料电池金属双极板流道结构及制造工艺

金属双极板因具有强度高、导电性和传热能力好、能量损失小、密封性好等优势,且加工方便、加工成本低、可制造超薄厚度及高体积比功率等特性,逐渐成为双极板材料的首选,而流道结构设计和制造工艺是影响金属双极板成形质量和工作性能的关键。对比了金属双极板常用传统流道结构与新型流道结构,分析了结构变化对燃料电池性能的影响;梳理了金属双极板的冲压成形、液压成形、软膜成形、辊轧成形、电磁成形、特种成形等塑性成形工艺技术及成形装备;最后对金属双极板的流道结构设计与制造工艺进行了展望。

模具参数对SS316L不锈钢双极板台阶型流道冲压成形损伤值的影响

针对超薄金属双极板流道冲压成形过程中出现的破裂缺陷,以厚度为0.1 mm的SS316L不锈钢双极板台阶型流道为研究对象,研究了基于Normalized Cockcroft&Latham损伤模型和响应面法的模具参数对台阶型流道冲压成形损伤值的影响规律,建立了以凸模圆角半径、凹模圆角半径和凸模流道高度为影响因素,台阶型流道的损伤值为目标的多元回归模型,并通过对比实验验证了回归模型预测的准确性,通过方差分析研究了各因素对损伤值的影响占比。结果表明,凸模流道高度对台阶型流道冲压成形损伤值的影响呈正相关且最为显著,其占比为62.32%,凹模圆角半径与凸模圆角半径对其损伤值的影响呈负相关,占比分别为22.33%和10.69%。通过优化模具参数,可以获得大深度无破裂的台阶型流道。

增材制造航空液压阀块流道仿真及成型工艺研究

航空液压阀块在航空航天液压系统中应用广泛,利用传统工艺加工的液压阀块须采用直孔形式,流道布置不灵活,存在较多工艺孔,体积重量较大,流体传输能量损耗较高。以某航空液压阀块为研究对象,建立了增材制造液压阀块三维模型;有限元分析其应力强度;通过与传统液压阀块比较,系统研究了不同流道形式的流场特性和压力损失;基于选区激光熔化技术(SLM)实现了航空液压阀块的加工成型。理论结合试验表明:相比传统机加工液压阀块,增材制造液压阀块减重超过55%,内流道压力损失降低35%以上,在航空液压阀块的轻量化、降能耗等方面具有显著优势,为航空液压阀块的设计和制造提供参考。

蒸发冷却用泡沫陶瓷填料不同流道形式的性能实验

以折线型和直线型两种流道形式的新型泡沫陶瓷填料为研究对象,利用搭建的蒸发冷却实验台,在三种典型工况下,对两种流道形式填料的性能参数进行试验测试与对比分析。结果表明:折线型和直线型流道形式的泡沫陶瓷填料,其最佳淋水密度分别为10.0kg/(m·h)和6.7kg/(m·h);在乌鲁木齐、西安、常州工况下折线型流道形式填料的最佳进口风速分别为1.6、1.4、1.2m/s,直接蒸发冷却效率可达83.01%、70.74%、67.43%;而直线型流道在3种工况下的最佳进口风速均为1.0m/s,直接蒸发冷却效率分别为77.68%、68.56%、64.23%;折线型流道相比于直线型流道而言,不易受风量变化影响,空气进出口温降稳定,更加适用于各种不同风量大小的蒸发冷却空调系统,但同时也需适当考虑风机的功耗问题。

某牌号低活化马氏体钢U形件成形工艺研究

目的为商用聚变堆包层第一壁生产提供新的加工思路和参考方法。方法在不同工艺参数条件下进行了某牌号低活化马氏体钢U形件的成形实验;分析了挤压温度、挤压速度和圆角半径对某牌号低活化马氏体钢U形件成形效果的影响。结果试件的尺寸精度达到要求,U型流道直壁厚度尺寸误差不大于7.6%,直壁高度误差不大于8.0%,截面面积误差小于4.5%,保证了流道的等截面性。结论该工艺提高了试件的成形尺寸精度和材料的利用率,具有较大的理论和实践意义。

宝应泵站流道混凝土施工期温度场的反分析

在三维非稳定温度场有限元仿真计算程序的基础之上,根据宝应泵站施工现场的实测资料,运用遗传算法对泵站泵送混凝土的热学参数进行反演分析,得到表征材料热学特性参数;然后根据反演结果以及实际施工情况对全计算域进行反馈分析。结果表明,计算值和实测值比较接近,误差很小,很好地反映了施工期混凝土实际的温度变化过程,可指导实际施工。

隧道穿越泥石流沟防治设计的几个问题探讨

为保障隧道的建设及运营安全,就当前隧道穿越泥石流沟防治设计存在的几个问题开展针对性研究。首先,对隧道穿越泥石流沟的形式进行归纳总结,通过理论分析和工程类比,给出不同穿越形式对应的设计要点及防治措施。其次,研究排导槽的最佳水力断面问题,排导槽的断面型态系数M越小,水力条件越优,并在此基础上,以直墙弓形排导槽为例,推导出不同槽型的断面型态系数。再次,进一步分析排导槽积淤的主要原因,对当前排导槽防淤积验算公式进行分析和整理,提出基于槽宽验算、槽内泥深及流速验算等公式的排导槽防淤设计验算方法与流程。最后,结合典型工程实例,根据上述流程,设计出合理的隧道建设方案和排导槽形状及其尺寸参数。

弯曲河道对改善水生生物栖息地研究进展

从保护生物学来看,保护生物多样性最有效的办法是保护生境.天然弯曲河道独特的水沙特性能够创造出丰富多样的生境,可为各种水生生物提供良好的栖息场所.若能充分利用弯道水流特征,尤其是利用其对河床形态的改变作用,就能创造出多样的生境,从而达到保护或恢复受损河道水生生物多样性的作用.然而,有关弯道水流的研究大多集中在弯道水流结构、泥沙运动与河床变形等方面,系统研究弯道对水生生物栖息的改善或恢复的并不多.为此,首先系统梳理了国内外关于弯道水流在水流结构、泥沙运动与河床变形和水生生物栖息地修复以及相关数值模拟等方面的研究进展;其次,基于利用弯道水流改善水生生物栖息地机理研究方面的不足,提出了今后在弯曲河道栖息地修复方面应开展的研究重点和方向.

黄河下游输沙及冲淤的若干规律

从黄河下游河型沿程变化的实际出发 ,利用建立的河相系数与流量的关系以反映这种变化 ,进而深入研究了黄河下游有关输沙和冲淤的一些问题。诸如上下河段 (游荡性河段与弯曲性河段 )水力因素的对比 ,下段冲刷的临界流量的存在和证明 ,输沙能力的确定 ,第一造床流量与第二造床流量的意义及表达 ,来沙系数的理论基础 ,上、下河段输沙能力对比研究 ,以及游荡性河道整治时应注意上下段输沙能力均衡等。这些问题都是黄河下游输沙与冲淤方面的重要问题。本文从较深层次揭示了它们之间的内在联系 ,将这些问题进行了剖析 ,作了深入研究 。

明渠移流扩散中无量纲数与相似准则及其应用

从描述物质移流扩散的基本方程出发,采用相似原理和量纲分析方法,通过理论推导给出了原型与模型两种移流扩散的相似系统,必须满足对应点处佩克莱特数Pe、降解数De或O’Connor数相等的移流扩散相似准则和比尺关系,分析了无量纲数的物理意义.在明渠水流重力相似条件下,按移流扩散相似准则推导了扩散系数和降解系数的相似比尺与长度比尺的关系.举例分析了移流扩散相似准则在模型试验设计中的应用、Pe数在河流二维移流扩散简化方程基本解讨论中的应用、O’Connor数在河流移流离散方程基本解讨论及其模型简化和分类中的应用.

肋板正方形通道传热与流动特性

根据质量、动量、能量守恒定律,采用SIMPLEC算法,对空气在内置肋板正方形通道的传热与流阻特性进行数值模拟,分析了不同攻角和开缝位置对通道传热综合性能的影响;通过对局部流场、温度场、热流密度、绝对涡量、阻力因子的分析揭示了空气在内置肋板正方形通道的传热强化与流动减阻机制。结果表明:攻角为30°时通道的传热综合性能最佳,在此基础上进行肋板的底部开缝可以进一步降低阻力和强化传热速率,提高传热综合性能;通道内加装肋板可以导流通道二次流,均化通道流场,加强近壁区流体与主流区流体的置换程度,从而提高通道的传热速率;绝对涡量可以表征单一二次流的强化,但不能完全表征开缝通道的传热强化现象;肋板攻角及开缝的流动减阻主要降低了通道的形体阻力。

截面几何形状对并行通道密度波脉动特征影响初步研究

基于170个并行圆管和窄间隙矩形通道间密度波型脉动实验数据点，在统一的密度波型脉动实验方法、脉动识别方法和实验数据分析处理方法的条件下，研究了圆管和窄间隙矩形通道的脉动规律的异同。结果表明，在压力1．0～19．2MPa、质量流速101．9～1200．0kg·m-2·s^-1、进口过冷度18．0-85．2℃时，当量直径相当的圆管和窄间隙矩形通道对密度波型脉动边界规律没有影响。

三峡水库蓄水前后长江中下游流量频率分布特征及其对洪水造床作用的影响

三峡水库蓄水前后长江中下游流量特征变化及其对造床作用的影响一直受到学者的关注.采用枝城等6个水文站日均流量资料,分别统计了各站流量的经验频率分布,检验了8种概率密度函数的适用性,并讨论了三峡水库蓄水前后流量频率分布特征与造床流量的关系.研究表明:长江中下游干流洪中枯各级流量的频率分布具有分段特性,无法用皮尔逊Ш型或对数正态等常见函数来整体描述,但中洪流量区段符合分段幂函数;拟合得到的分段幂函数转折点可近似反映造床流量,包括临界值在内的函数特征参数受洞庭湖等调蓄作用影响,在螺山站上下游差异较大;三峡水库蓄水后,洪水削减使得各站的流量频率分段特性增强,分段幂函数仍然适用;由于三峡水库蓄水后流量过程变化和频率调整的影响,枝城、沙市、监利站造床流量将变为蓄水前的0.79、0.73、0.74倍,螺山、汉口、大通站造床流量将变为蓄水前的0.89、0.90、0.93倍.本文的方法和认识对于长江中下游径流特征分析和造床流量计算具有参考价值.

轨道交通换乘通道客流状态的信息表现形式分析及应用研究

提出通过适宜的信息表现形式,对即将进入换乘通道的乘客发布换乘通道通行状态信息,以便引导乘客的理性换乘行为,从而缓解换乘通道拥堵的方法。在分析可能用于表示客流状态的信息表现形式基础上,针对某个典型换乘通道进行应用研究。

隧道双尾结合船型在乌江机动驳上的应用

借助于深水船模试验，对隧道双尾结合船型应用于乌江浅水急流航道机动驳的可行性进行了分析，证明隧道双尾结合船型较之普通双尾船型快速性能更佳．在实船航速时，Ｋ值分别较双尾（Ｉ）和（Ⅱ）型减小８．２６％和１１．３５％，是乌江浅水急流航道的高性能机动驳新船型．

冷凝器流程数和放置形式对热泵空调系统制冷性能的影响

为揭示冷凝器流程数和放置形式对热泵空调系统制冷性能的影响,课题组设计了热泵空调系统制冷实验。通过实验研究了不同流程数和放置形式的冷凝器对系统制冷量、能效比R_(EE)和出风温度等参数的影响;通过红外热像仪记录了冷凝器表面温度分布特性,并采用Otsu算法分析了冷凝器高温区域面积占比。研究结果表明:二流程倒置较其他布置方案有更大的制冷量,更高的R_(EE)值以及更低的出风温度;二流程布置方案较三流程有较低的冷凝压力,较低的压比以及较小的压缩机进出口比功;不同流程、不同放置形式的微通道冷凝器,其表面温度分布有差异,二流程较三流程温度分布均匀性好;二流程倒置时高温面积占比大,压缩机转速为4000 r/min时,冷凝器高温区域占比达62.1%。选用倒置形式的二流程微通道换热器作为冷凝器,可有效提升热泵空调系统制冷效果。

薄壳结构在流道模板中的应用

轻型薄壳承力结构首次在湖北省王甫洲水电站灯炮贯流式机组主机段流道面立模中应用。这里的“薄壳”主要指承载机构而言，其结构材料用３ｍｍ厚钢板为面板，(２２钢筋作圆弧骨架，Ｌ６３×４０×５角钢为面板失稳加劲肋。结构为整体式钢模，经济效益显著，加工制作简单，立、拆模节省时间，刚度好——承载时主要是轴压应变的变形，远比普通抗弯结构变形小，值得在水电施工的各种大面积异形面立模中推广。

电机通道对转子式压缩机性能影响的仿真和试验研究

电机通道作为转子式压缩机排气通道的一部分,对电机效率、出油率和压缩机性能均有较大影响。采用CFD仿真和试验相结合的方法,对电机通道的通流面积和通道形式对压缩机性能的影响进行了系统研究。研究结果表明:电机通道通流面积不同时,电机下部压力脉动曲线的相位、幅值及波的个数均不同,压缩机性能不随电机通道通流面积的增大而增大;电机通道通流面积相同时,电机下部压力脉动曲线的相位、幅值及波的个数基本相同,与通道形式无关。