A Two-step Design Method for Shaft Work Targeting on Low-temperature Process

In low-temperature processes, there are interactions between heat exchanger network(HEN) and refrigeration system. The modification on HEN of the chilling train for increasing energy recovery does not always coordinate with the minimum shaft work consumption of the corresponding refrigeration system. In this paper, a systematic approach for optimizing low-temperature system is presented through mathematical method and exergy analysis. The possibility of "pockets", which appears as right nose section in the grand composite curve(EGCC) of the process, is first optimized. The EGCC with the pockets cutting down is designed as a separate part. A case study is used to illustrate the application of the approach for a HEN of a chilling train with propylene and ethylene refrigerant system in an ethylene production process.

基于SolidWorks电动滚筒右法兰轴设计

用SolidWorks为平台,建立右法兰轴实体模型,并用Simulation对实体模型进行有限元静力分析和模态分析,得到应力、位移分布规律,找出危险截面所在,计算出固有频率,避免其在工作时发生共振,为右法兰轴设计提供理论依据。

基坑空间效应下盾构工作井环框梁架设对基坑围护结构变形的影响

为了更好地控制盾构工作井在施工的基坑开挖期和主体施工期基坑围护结构变形,最大程度地减小基坑空间效应的影响,基于济南某盾构工作井施工全过程的工程实例,通过数值模拟与现场监测相结合,设计3种盾构工作井环框梁架设方案,探讨盾构工作井环框梁的竖向架设位置对盾构工作井施工全过程中基坑围护结构变形的影响,并确定最优方案。结果表明:相对于基坑开挖期,主体施工期盾构工作井环框梁的竖向架设位置对基坑围护结构变形的影响更明显;当3道环框梁竖向架设深度比例为1∶5∶7时,盾构工作井下部环框梁间距减小,对基坑围护结构最大变形的控制最优,基坑开挖期最大水平位移由25.8 mm减至25.5 mm,主体施工期最大水平位移由27.8 mm减至26.5 mm,均有利于控制盾构工作井基坑开挖期与主体施工期的最大变形。

盾构始发与接收对工作井围护结构的影响研究

[目的]一般情况下,盾构机均在盾构工作井主体结构施工完成后才进行始发或接收,由于诸多因素的限制,往往需要考虑盾构工作井主体结构尚未施工时进行盾构始发或接收的情况,因此需研究盾构始发与接收对盾构工作井围护结构的影响。[方法]以成都地铁某标准地下三层岛式车站为例,研究盾构工作井在未施作主体内衬结构状态下实现盾构始发与接收时的围护结构受力及变形情况,并分析了盾构始发与接收对围护结构稳定性的影响。[结果及结论]研究结果表明:无内衬状态工作井盾构始发与接收时,围护结构桩体水平位移最大值及弯矩最大值均发生在盾构工作井端墙中跨第4道钢支撑处,围护结构剪力最大值发生在盾构工作井端墙中跨底板处;当盾构工作井未施作主体内衬结构时,围护结构桩体变形及受力均有所增大,但其位移及力学指标均满足规范要求;围护结构在剪力及弯矩作用下能够满足承载能力及强度要求;无内衬状态下的工作井盾构始发与接收可提高施工效率,有效节省工期,节约工程成本。

自密实高抗裂混凝土在盾构隧道工作井侧墙中的应用

采用明挖顺作法施工的盾构隧道工作井侧墙位于由维护结构、环框梁、底板及模板组成的密封空间内,其受到的约束作用强,施工难度大,容易因混凝土收缩开裂及浇筑不密实导致渗漏。依托在建的江阴靖江长江隧道工程,在室内研究的基础上,通过现场系列模型试验,比较了采用不同混凝土材料及施工工艺时混凝土结构的密实性。模型试验及工程应用结果表明,采用自密实高抗裂混凝土,结合布料工艺、浇筑速率、分层浇筑静置时间的控制,并辅以必要的振捣,可保证混凝土浇筑密实,进一步结合抗裂温控措施,可消除混凝土收缩裂缝,避免工作井侧墙出现渗漏。

特种车辆传动主轴运行载荷实时评估方法研究

为提升履带装甲车辆综合传动装置疲劳损伤的快速计算能力及其剩余寿命的准确评估性能,提出一种满足多工况条件的传动主轴运行载荷实时评估模型.提取特种车辆典型运行工况的特征参数,并采用K均值聚类及支持向量机方法实现特种车辆典型运行工况的实时判别;构建基于卷积-长短期记忆神经网络的多工况传动主轴运行载荷实时评估模型,采用贝叶斯算法对模型中学习率、神经网络隐含层单元数等超参数进行优化,以提高传动主轴运行载荷评估的准确性;依据特种车辆典型工况下的运行数据开展模型实例验证.结果表明,在换挡工况、转向工况及爬坡工况下,模型对传动主轴运行载荷评估结果的平均绝对百分比误差分别为0.150、0.014、0.006(5°坡工况)及0.004(10°坡工况),表明了本文模型在变工况条件下综合传动装置传动主轴运行载荷评估的有效性.

UHPC-NC接头管廊工作井抗剪性能影响参数分析

为解决混凝土预制管廊工作井接头(NC接头)在大荷载作用下易发生剪切破坏的问题,提出了一种UHPC-NC接头形式,即把超高性能混凝土(UHPC)材料局部应用于管廊工作井接头部位。采用ABAQUS有限元软件建立三种UHPC-NC接头管廊工作井模型,系统分析了接头高度、螺栓预紧力和UHPC强度等参数对UHPC-NC接头抗剪性能的影响。结果表明,接头高度、螺栓预紧力、UHPC强度和螺栓数量的增大增多均会提升三种UHPC-NC接头管廊工作井抗剪承载力和刚度,而接头长度增加会降低这三种UHPC-NC接头管廊工作井的刚度。

管道顶进用装配式圆形工作井承载性能研究

近年来装配式建筑正逐步应用在地下管道工程中,为了研究管道顶进用装配式圆形工作井的承载性能,结合现场监测的顶管顶进力情况,采用三维有限元方法对装配式圆形工作井的井片混凝土以及连接螺栓进行了受力分析。研究结果表明:通过在管壁涂刷润滑剂、采用触变泥浆进行压浆等减阻措施可以明显降低顶进力荷载,甚至可以使其达到设计值的50%以下;装配式圆形工作井在顶进力荷载的作用下,螺栓受拉情况不明显,仅后座墙位置的井片外侧混凝土呈明显受拉,设计中需要关注,必要时需对该部位制定加固方案;粘贴钢板加固方案相对于粘贴CFRP加固方案具有材料利用率更高、加固效果更加明显的优势。研究成果可为推广装配式建筑在管道工程中的应用提供理论依据和参考借鉴。

超大地面荷载下盾构工作井叠合结构的力学响应

为了解决现行盾构工作井的设计缺乏对超大地面荷载作用的验算问题,通过开展室内缩尺模型试验,研究盾构工作井从施工期到服役期在超大地面荷载下地下连续墙与主体结构侧墙所构成叠合结构的力学响应,并考虑盾构工作井周围土体中地下水的作用,探讨土体抗剪强度减小对超大地面荷载最大值的影响。结果表明:在超大地面荷载作用下,盾构工作井中隔墙的抗压刚度较大,以受压的形式承担了大量的荷载效应,导致叠合结构上部容易发生低应力水平下的整体水平位移,进而在围护结构底部发生失稳,导致整体破坏;主体结构侧墙在施工期的初始挠度及叠合结构整体水平位移使得叠合结构中地下连续墙承担了大部分内力;通过观测室内缩尺模型中叠合结构的变形量,由模型数据换算得到盾构工作井顶部极限超载为445.5 kPa,远大于盾构工作井周围土体地基承载力特征值130 kPa,验证了采用地基承载力对超大地面荷载下地面硬化进行设计的安全、可靠性。

基于神经网络的气囊隔振装置对中状态评估方法

[目的]针对现有轴系对中状态监测模型难以准确描述非线性、时变条件下对中状态的难题,提出一种基于神经网络模型的对中状态评估方法。[方法]首先,建立基于BP神经网络的对中状态预测模型,制定典型工况下的训练与测试数据获取方式,对数据进行移动平均降噪处理,并总结模型超参数的调整规律;然后,分别在小型及大型气囊隔振装置上开展试验研究。[结果]结果显示,建立的神经网络模型仅通过气囊压力数据,即可准确预测隔振装置的对中状态,且在不同型号的装置间有较强的通用性,预测误差小于0.5,对中预测准确度可达96.29%。[结论]所建立的模型不依赖系统参数,在小型和大型装置的对中状态预测中均表现良好,可为动力设备启动后的动态对中状态预测及轴系对中控制提供理论支撑.

地下工程预制梁钢筋骨架安装与成型技术研究

预制梁钢筋骨架技术可提高地下工程的施工效率和质量,但是也面临着技术标准不统一、设计与制造的一体化、运输和安装、质量控制和监测、经济可行性等多种问题和挑战。在此背景下,本研究以南京市建宁西路过江隧道江南工作井环梁施工项目为依托,介绍了基坑预制环梁钢筋骨架技术,并针对工作井第2~8道环梁开展了相关研究,取得了一系列研究成果,包括超长预制环梁钢筋骨架吊装施工、吊装方案的计算和选择以及拼接标准的制订等,为地下工程预制梁钢筋骨架技术的发展提供了参考。

考虑游隙变化的圆柱滚子轴承疲劳寿命分析

针对传统的轴承寿命计算方法难以探究工作径向游隙对圆柱滚子轴承寿命的影响问题,提出了一种圆柱滚子轴承工作游隙的理论计算模型和考虑工作径向游隙的轴承寿命计算模型。首先,研究了过盈配合、离心力、温度、径向载荷、动压润滑油膜对径向游隙的影响机制,建立了圆柱滚子轴承工作游隙理论计算模型;然后,根据轴承工作游隙理论计算模型,将最大滚动体载荷与轴承工作游隙联系起来,建立了考虑工作径向游隙的轴承寿命计算模型;最后,以SFW250-8/850卧式水力发电机主轴上的圆柱滚子轴承SKF N324为研究对象,针对标准中定义的五个原始径向游隙组,根据轴承工作游隙理论计算模型计算得到了五个工作径向游隙组,再根据考虑工作径向游隙的轴承寿命计算模型,分析了五个工作径向游隙组的载荷分布和寿命,以此确定最佳工作游隙组,模型结果与ISO/TS 16281:2008计算结果、RomaxDesigner仿真结果作对比,验证了计算模型的可靠性。研究结果表明:过盈配合对轻载和中载条件下轴承的径向游隙影响最大,变化量分别为-30.768μm和-16.413μm;温度对重载条件下轴承的径向游隙影响最大,变化量为-16.866μm;轻载工况下游隙值为-43μm时,承担载荷的滚子数量为9个,寿命达到最大值48187 h,径向游隙的变化会影响轴承接触应力分布和受载滚子数量,进而影响轴承的寿命,不同载荷下轴承的最佳工作游隙值不同;轴承寿命计算模型的计算结果与ISO/TS 16281:2008的计算结果误差为3.48%,与Romax仿真结果误差为4.71%。该模型更贴近实际工况,可为轴承设计提供参考,并可根据实际工况选择合适的游隙来延长轴承使用寿命。

软硬交替地层超深竖井围护结构受力和变形特性

研究区地层条件以“硬岩”(泥质粉砂岩、岩屑砂岩)与“软岩”(泥岩)互层为特征,形成了明显的软硬交替地层,使竖井的受力与变形尤为复杂。采用Flac3D数值模拟方法对竖井开挖施工全过程进行研究,详细分析了施工过程中圆形地连墙和内衬的受力及变形特性,结果表明:1)在基坑开挖过程中,当开挖深度高于或处于“硬岩”时,地连墙在该软硬分界面位置处产生反弯点,向坑外发生弯曲变形,而当坑内“硬岩”被挖除后,整体向坑内产生水平位移。2)地连墙的环向应力和水平位移变形规律为“E”型,地连墙的最大环向应力和水平位移总是集中在“软岩”深度范围内,而在“硬岩”深度范围内环向应力和水平位移最小;同时,地连墙的最大弯矩总是出现在软岩岩层交界面深度附近。3)内衬的环向应力和水平位移变形规律为“阶梯”型增长,但在“硬岩”深度处出现减小;内衬受坑内岩体隆起影响明显,最大弯矩总是出现在内衬底部,同时向坑外产生位移。

巴拉卡德锰矿竖井抛渣治水技术研究

井筒被淹没以后,井筒内水位达到静态平衡,在井口以下280 m处,井筒直接淹井深度高达400 m,先进行抛渣11 m,再追排水到抛渣面,在抛渣面浇筑混凝土止浆垫,进行工作面注浆,涌水量由313~500 m^(3)/h,减少到3 m^(3)/h,实际消耗20~40 mm石子810 m^(3),消耗水泥302 t,注浆治水实际工期95 d。

丘卡卢-佩吉铜金矿L2竖井防治水技术研究

针对丘卡卢-佩吉铜金矿L2竖井涌水量大的情况,L2竖井先后进行了2次工作面注浆,探注位置分别在497.5~554.5 m和550.2~625.2 m,掘进50 m,最大涌水量由原来65.00 m^(3)/h,减少到12.00 m^(3)/h,并且对2次壁后注浆的特殊情况进行了针对性处理,涌水量由23.00 m^(3)/h,减少到4.00 m^(3)/h,注浆治水效果明显。

矩形顶管始发井结构分析

顶管工作井永久框架在施工过程中会经历多种不同的受力阶段,在土压力、水压力、顶推力等组合作用下处于复杂的受力环境,准确分析框架在不同阶段时的受力特点和内力分布是设计环节中的重点。利用有限元计算软件Robot Structural Analysis建立顶管始发井的三维模型进行受力分析计算,并对工作井永久框架在全过程设计中的受力情况进行了小结与探讨。分析表明,框架内力包络值主要由开挖阶段和拆撑阶段控制,研究结果对实际工程中顶管工作井的设计提供有效的参考。

某磷矿立井井筒掘进防治水优化分析

某大型磷矿立井井筒掘进过程中遇灯影组白云岩含水层,存在水文地质条件复杂、涌水量大、井筒建设施工困难等问题。采用地面、工作面预注浆,对井筒浇注接茬处细小水点采用壁后注浆综合治理措施;采用现场注浆试验,对注浆工艺参数进行优化研究,从+616 m工作面开始调整孔间距、钻孔角度,将钻孔数量由21个调整为23个,同时将开孔角度调整为4°,调整后开孔间距0.74 m,终孔间距2.13 m,落孔圈径14.966 m。结果表明,一序孔单孔注浆量更大,二序孔涌水量降低了82%;对细小裂隙进行封堵,减小工作面涌水量,改善工作面作业环境,获得了较好的注浆堵水效果,为类似大水矿山提供参考。

市政供热领域矩形顶管沉井设计分析

随着顶管沉井在市政供热顶管工程得到普遍应用,沉井(也叫工作井)结构设计的合理与否直接影响整个顶管工程的安全与质量,从而决定整个供热管网的质量安全。从尺寸、承载力、构造等方面系统地对矩形工作井的设计过程进行了详细介绍,对广大设计人员进行工作井结构设计具有一定的参考价值。

采掘交替工作面通风系统的优化及模拟网络解算

为解决随着工作面深入和采掘工作面数量增加所导致的通风量与需风量不相符的问题,在对煤矿通风阻力测定的基础上分析当前通风系统所面临的的实际问题,并结合现场条件提出了8套优化方案;而后基于通风系统优化网络解算模块对不同优化方案的效果进行模拟分析,得出了在通风容易和困难时期对应的改造方案。

混烧式机械化石灰竖窑生产技术研讨

介绍了混烧式机械化竖窑的工作原理,从碳酸钙的分解、原燃料粒度与煅烧时间和煅烧温度的关系等方面进行阐述,从生产质量控制与原燃料的成分等工艺要求进行生产研讨,最终将产品质量提高了一个档次,降低生产成本约286.22万元,增加销售收入约941万元。