An acoustical pump capable of significantly increasing pressure ratio of thermoacoustic heat engines

Pressure ratio is one of the important parameters for evaluating a thermoacoustic heat en- gine. A so-called acoustical pump, which is capable of significantly increasing pressure ratio of a ther- moacoustic heat engine, is proposed. Its operating principle is given. Also, a verification experiment is done with nitrogen gas in the energy-focused ther- moacoustic heat engine, showing that the pressure ratio increased from 1.25 to 1.47.

不同流量下泵前微压网式过滤器内部流场的数值模拟

泵前微压网式过滤器作为一种新型的灌溉过滤装置,具有结构简单、适配性高以及能耗低等优点。为了探究泵前微压网式过滤器内部流场的运行状态,采用了物理模型试验、数值计算及理论分析的方法,从微观角度对清水条件下泵前微压网式过滤器在不同流量(5、8、11、14、17 m^(3)/h)的水力性能和水流运动状态进行分析。结果表明:标准k-ε模型可作为模拟泵前微压网式过滤器清水流场的湍流模型;滤网内部流速分布不均匀,随流量呈现不同形态的“火烛”形态,出水口对过滤器内部影响范围随流量增加而增大;过滤器内部同时出现高压区和负压区,滤网底部为水头损失主要发生位置。研究成果可为泵前过滤设备的浑水数值模拟和结构优化提供理论和技术支撑。

长抽短压通风抽压比对综掘工作面粉尘分布的影响

为了掌握东曲矿18304综掘工作面粉尘分布规律及不同抽压比对综掘工作面粉尘分布的影响,运用FLUENT数值模拟软件对井下掘进巷道的风流场进行了模拟,得到了不同抽压比下综掘工作面的风流场,并分析其对综掘工作面粉尘分布的影响。结果表明,提高抽压比可减弱压风筒前方的涡流,有利于改善综掘工作面环境。

聚合物注入站注聚单耗影响因素分析及节能措施研究

聚合物驱油技术已经成为大庆油田持续稳产的主力技术,其中注聚系统能耗是注入过程中最主要的能耗点,而注聚单耗是衡量耗电量的重要指标。通过分析注聚泵容积效率、不同压力损失、回流比等对注聚单耗的影响,采取注聚泵结构优化、加装变频器等技术措施,并通过加强注聚泵日常维护、控制采暖温度等管理措施,实现了注入体系平稳、连续注入,进一步保证了开发效果,优化注聚泵结构后聚合物注入站注聚单耗由原来的2.36 kWh/m3降为1.44 kWh/m3。达到了降低注聚单耗的目的。

一种新型复合摆线转子泵设计

为减少摆线转子泵运转过程中出现的齿面磨损,使之适用于更恶劣的工况,提出一种新型复合摆线转子泵的设计方案。该新型转子泵的内转子齿顶齿廓和齿侧齿廓由两段圆弧复合而成,外转子的齿顶齿廓和齿侧齿廓由两段摆线复合而成。齿侧齿廓起到驱动作用,齿顶齿廓仅有密封作用。通过对比新型复合摆线转子泵和普通摆线转子泵的齿面滑动率和压力角发现,新型复合摆线转子泵的齿面滑动率变化更平缓、齿面滑动率绝对值更小、压力角范围更合理,可有效减少齿面磨损。对新型复合摆线转子泵的齿廓进行修形处理,还可进一步减小齿面磨损和运动阻力。

基于新型分风控尘方法的综掘工作面控尘机制研究

为改善综掘工作面粉尘污染严重的问题,针对陕西榆林大柳塔煤矿综掘工作面,提出一种安装有分风器的新型分风控尘方法,利用Fluent对使用新型分风控尘方法的粉尘扩散规律进行模拟,分析压风口距工作面不同距离及不同压抽比对粉尘扩散规律变化的影响。结果表明:当压风口距工作面10~20 m时,粉尘积聚、沉降在工作面区域巷道底部,司机处粉尘浓度较低,控尘效果较好;固定压风口距工作面的距离为10 m,压抽比为1.0时,高浓度粉尘积聚在工作面区域,司机处粉尘浓度控制在50 mg/m^(3)以下,控尘效果较好;通过现场实测,粉尘浓度与模拟结果的误差小于15.2%。

空气源分体式热管-热泵供暖系统在煤矿井口防冻中的特性研究

为提高空气源热泵的性能,同时更好地满足煤矿井口防冻特殊工艺要求,将空气源热泵与热管技术相耦合,使用小压比热泵机组搭建了空气源分体式热管-热泵供暖系统实验平台。该耦合系统中蒸发器和冷凝器两端均采用相变传热的方式,并对其进行不同运行工况下的性能特性研究,结果表明:该耦合供暖系统即使在0℃左右的室外条件下,耦合机组的系统制热性能仍可达到4.5以上,远远优于传统空气源热泵机组。

压力角对齿轮泵整体性能的耦合影响与分析

为挖掘压力角对齿轮泵整体性能的综合影响及分析,以20°标准压力角及25°大压力角和大侧隙齿轮副为例,在分析压力角对齿轮副传动平稳性、泵内密封、输出流量特性、泵轻量化效果等性能的基础上,重点分析大压力角对重迭系数和卸荷面积及其困油压力的综合影响。结果表明:相对于20°的标准压力角,25°时虽然重迭系数下降9.64%,流量脉动系数下降7.33%,单位排量泵体积下降0.37%,最大困油流量下降49.14%,但齿顶压力角增大10.58%,顶齿厚角下降16.36%,卸荷面积大幅下降69.20%,由此虽然明显改善了流量脉动,但是降低了传动平稳性和径向密封效果,且对泵的轻量化效果和困油现象的改善很小;轴向缝隙对困油现象的缓解效果更灵敏更明显;针对齿轮泵整体性能的改善而言,大压力角并非有效方案。

轮毂比对无轴泵喷推进器性能的影响

为了探究轮毂比对无轴泵喷推进器内流特性的影响,本文基于RNG k-ε湍流模型和多重坐标系对无轴泵喷不同轮毂比(0.20、0.23、0.25)下的内部流动进行了非定常数值计算与分析。结果表明:随着轮毂比的增大,模型泵喷扬程、效率和推力均有所降低;叶片表面压力从叶梢到轮缘的压力梯度变小;叶轮中部速度略微减小,叶轮中心速度逐渐增大;叶轮出口漩涡强度先增强后减弱,漩涡面积朝着出口延长段出口逐渐扩大;叶轮中部压力脉动略微增大,叶轮轮缘和中心处压力脉动变化较小。无轴泵喷进口和出口中心处的主频略低于轴频,其余各点主频为轴频。轮毂比增加至0.25时,叶轮出口及出口延长段中心压力脉动主频处幅值大幅增加。研究结果能够为无轴泵喷推进器结构的优化设计提供一定参考。

智能双液注浆泵关键技术研究及应用

为解决传统双液注浆设备注浆配比精度低、达到指定配比时间长、注浆流量稳定性差、注浆压力不可控等问题,设计一种由2套独立的液压系统控制、可实现双液浆任意配比注入的智能双液注浆泵。其采用双联齿轮泵组设计,保证了液压系统的高效性和稳定性,提高了双液浆注入的稳定性,使双液注入配比精准度显著提升,配比误差控制在10%以内;通过PLC控制程序的设置,缩短了达到指定配比的时间,时间控制在25 s以内;通过设置梯次注浆程序,使注浆压力可控并保证了注浆质量。通过注浆模拟试验证明,该泵能够实现双液浆配比的精细化控制,同时具备“梯次注浆工艺”自动化控制的性能特点。经过现场的应用对比可知,该智能双液注浆泵能够提升双液注浆质量,降低注浆材料的消耗。

基于漏损削减的供水管网压力优化调控研究与算法比较

通过控制管网压力来降低管网漏损是当前供水行业最为有效的方法之一。传统上采用减压阀来降压只适用于局部管网的压力管理,采用减压阀与供水泵站实时调控的方法对管网压力进行管理,在系统分析漏损量与节点压力之间的响应关系及其特性的基础上,建立管网漏损水力模型。以华北某城市CYN区供水管网为实例,分别使用遗传算法(GA)、粒子群优化算法(PSO)和鲸鱼优化算法(WOA)对实例进行求解,进而比较分析这3种算法的运行效果。结果表明鲸鱼优化算法对于漏损量模型的求解有着更好的性能。

可变角度新鲜风流下煤巷掘进长压短抽除尘效果数值模拟

传统的长压短抽除尘系统会在迎头处形成涡流,增加了粉尘的进一步积聚和循环。针对这一难题,提出了一种可改变压风筒出口风流角度的长压短抽除尘系统;结合王家岭12307掘进面实际,采用Fluent软件模拟压风筒出口风流角度和压抽比作用下巷道内粉尘的运移特征,得出压风筒出口风流角度及压抽比在不同耦合方式下的影响效果;研究采用非稳态DPM模拟,实现粉尘运移规律的可视化。结果表明:当压风筒出口风流角度不变时,除尘效率随压抽比增大而提高;当压抽比不变时,迎头处涡流随着压风筒出口风流角度的增加逐渐减弱;当压风筒出口风流角度为60°,压抽比为0.67时,除尘效果最佳。

等截面双作用柱塞泵结构设计

设计了一款应用在水肥一体化设备中的新型等截面双作用柱塞泵,开展了不同柱塞行程比例(20%、40%、60%、80%和100%)和灌溉管道压力(0.04、0.08、0.12、0.16和0.20MPa)下柱塞泵工作流量变化试验,分析行程比例、管道压力与工作流量的响应关系,定量化研究新式柱塞泵较传统柱塞泵工作效率改进程度,并与传统柱塞泵进行施肥效率、占用空间和质量等方面对比分析。新式柱塞泵可通过调节柱塞行程比例,使水肥一体化设备灌溉精准化。满行程时,新式柱塞泵相较于传统柱塞泵输送相同流量的时间节约33%~38%;当管道压力自0.04MPa升至0.20MPa时,新式柱塞泵较传统柱塞泵机械效率提升约18%,施肥流量提升32%~45%;同传统柱塞泵相比,新式柱塞泵结构合理,部件使用寿命长,缩小占用空间约60%,减小质量约62%,减少了加工与运输成本。从机械效率、占用空间、质量综合分析,新式柱塞泵性能优于传统柱塞泵,为柱塞泵高效、轻量化发展提供一定参考。

无另置困油缓冲槽的轴向两段式齿轮泵

为解决齿轮泵现有另置困油缓冲槽所存在的问题,提出了一种具有两种重合度的轴向两段式齿轮泵,重合度大于1的齿轮段的困油负荷流量,由重合度为1的齿轮段的困油缓冲流量来平衡,从而实现困油现象的充分缓解。重点给出了重合度为1的齿轮段脱开缝隙的3D特征测量方法;由困油负荷流量等于困油缓冲流量,建立了困油压力式。最后,进行了实例演示和PumpLinx软件验证。结果表明,两段式齿宽比的灵活调整,弥补了现有另置缓冲槽不可调缓冲能力的不足,工况适用性强;考虑气穴压力的困油压力式,修正了困油膨胀时的负压情况,适用于任何结构下的困油压力计算。得出了该泵能有效缓解困油现象,而无需另置缓冲槽,且结构简单、加工方便的重要结论。

共轨系统高压泵多目标参数混合优化

针对共轨系统中高压泵的动力和能量控制策略复杂及多元件参数整定困难的问题,提出基于PWM控制计算高压泵压力功率分配策略及燃油计量阀和泵参数整定方法。该策略以泵的供油速率、功率和进口压力响应时间指标为优化对象,进行共轨系统多参数匹配计算,获得对高压泵响应特性影响权重较大的参考值。利用SPSS正交试验整次秩和比综合评价法以及遗传算法对泵凸轮转速、平板阀弹簧刚度、平板阀阀芯直径、燃油计量阀电磁铁励磁电压和线圈匝数5个影响因素进行综合优化,使目标储存时间缩短了44.7%、关闭延迟时间减少了55.1%、关闭时间降低了68.7%、功率延迟时间下降了42.1%、功率下降时间缩短了38.1%。

抽水蓄能电站内水压力作用下压力钢管壁厚对围岩分担率的影响

根据抽水蓄能电站引水系统压力钢管的受力特点,通过改变压力钢管的壁厚和内水压力,分析了不同内水压力和壁厚下的压力钢管位移和应力特征,计算了压力钢管壁厚对围岩分担率的影响。结果表明,相同内水压力作用下,压力钢管壁厚越大,钢管环向应力越小,围岩分担率也越小。增加壁厚虽然可以减少钢管环向应力,但降低了围岩分担率,不利于压力钢管和围岩联合承载。在满足钢管安全储备的前提下,可适当减小钢管壁厚,有利于压力钢管和围岩联合承载。

造船涂料喷涂利用率提高的设备参数优化研究

为进一步推进造船涂料管控,降低涂料用量,提高涂料有效利用率,致力绿色环保造船,在造船涂料喷涂方面进行喷涂设备参数优化研究。介绍造船高压无气喷涂工作原理,并根据造船喷涂工艺特点以及涂料特点,着重在计算选择方面,系统地对动力源压力、泵压力比、输料管管径长度、喷出压力、喷嘴孔径、喷嘴幅宽进行参数优化研究和论述。专门对输料管沿程压力损耗进行流体力学理论计算,并在相关参数优化研究中运用,获得更合理的可参考数据。研究结果提供了造船各类涂料喷涂相关设备参数的优化选择,为提高涂料喷涂利用率提供理论依据。

可变压比压缩机-制冷剂泵复合空调性能试验研究

为充分利用自然冷源,分析可变压比压缩机-制冷剂泵复合空调的3种运行模式,并对其性能进行试验研究,确定各模式适合的温度范围。结果表明:与蒸气压缩模式相比,室外温度为25℃,20℃和15℃时,气体增压模式下空调能效比分别提高13.41%,21.94%和23.46%;与气体增压模式和蒸气压缩模式相比,室外温度为5℃时,制冷剂泵模式下空调能效比分别提高92.04%和162.75%;根据室外温度切换到合适的模式,复合空调全年能效比较常规机房空调高115.71%。

番茄差压预冷过程中的通风阻力特性

为解决番茄差压预冷包装箱开孔率的设计问题,建立了差压预冷试验装置。通过改变预冷风速、开孔率、包装箱长度等因素,研究各因素对包装箱两端压差和装置能耗的影响,分析番茄的通风阻力特性。结果表明:番茄的通风阻力特性可用Ramsin方程表述;包装箱两端的压差随风速的增大而增大;在风速相同的情况下,压差随包装箱两侧开孔率的增大而减小;包装箱两端的压力损失与包装箱长度呈线性关系;装置能耗与预冷风速呈线性关系;优化了不同长度番茄预冷包装箱的开孔率的取值范围。研究结果对番茄差压预冷包装箱的设计具有一定的参考价值。

预开导叶下水泵水轮机S特性及其压力脉动分析

可逆式水泵水轮机兼具了发电以及储能的特点既满足人们环保意识的需求也满足对功率的平衡与控制。但水泵水轮机在S特性区内运行会发生机组并网困难或者甩负荷过程中水压异常上升,使机组振动加剧。为探究预开启导叶的方法对水泵水轮机S特性的改善,对水泵水轮机模型分别在同步导叶和不同预开启导叶条件下进行能量试验及全流道内流场的(Computational fluid dynamics,CFD)数值计算;通过试验数据与计算结果的对比分析预开导叶后水泵水轮机S特性及其压力脉动特征。CFD计算结果及模型试验数据表明,预开导叶的方法能有效解决水泵水轮机S特性问题,但是预开导叶后,飞逸工况下的单位流量变大,造成转轮内的流动轴对称特性较差,导致机组的脉动加大,尾水管压力脉动幅值较大,运行稳定性较差,所以通过预开导叶的方法来改善S特性仍然存在弊端。