湖泊水华蓝藻汲取装备水力性能数值模拟研究

蓝藻汲取盘是一种利用水动力对水华蓝藻进行打捞的设备,通过数值试验可以实现检验其水力性能,评价富藻水的汲取收集效果。采用计算流体动力学(CFD)技术,通过数值模拟的方法,对蓝藻汲取盘汲取头内部流动进行了计算分析。得到了设计流量工况和大流量工况条件下,藻汲取盘内部的整体流动特性、不同截面的流动情况、内部流动水头损失及不同过流断面的流动均匀性。经过数值试验的验证,蓝藻汲取盘整体流动基本无扰动,没有出现明显的旋涡、回流等紊乱流动形态,内部流动性能良好,汲取蓝藻水的效率较高。

基于机电联合仿真的清淤机器人调速控制研究

传统控制系统研究都是基于阶跃响应的控制曲线进行分析。针对这种情况,提出一个更加有效、直观的对比分析方法来分析不同控制算法(普通PID和模糊PID)的控制效果。采用机电联合仿真方法,建立虚拟平台使得SolidWorks中的机械模型在运动时,LabVIEW的控制平台可实时监测控制系统的控制效果。结果表明通过LabVIEW和SolidWorks的联合仿真,既能实现控制算法对三维模型精准的运动控制,又实现了不同算法的运动效果对比。三维模型的运动曲线很直观地表明,模糊PID控制系统具有更少的控制响应时间和更好的运动速度稳定性。

一种用于海洋测绘工程清淤疏浚装置的研究

首先对我国清淤疏浚行业的发展前景和现阶段发展态势进行了研究;然后介绍了所发明的一种用于海洋测绘工程用清淤疏浚装置,通过对该装置的机械结构、工作方式、工作原理、控制方式等进行归类,总结了该装置的特点,并对其性能进行了分析、对比;最后指出了该装置目前存在的问题,并对清淤疏浚行业今后的发展提出了展望。

管道侦测疏通清理一体化机器人设计

【目的】为有效解决各种管道中的污垢处理问题,设计了一种管道侦测疏通清理机器人。【方法】针对管道结构及内部环境特点,使用SolidWorks软件建立管道侦测疏通清理一体化机器人三维模型。为提高管道内污垢清理效率,机器人集成了视觉识别装置、履带驱动装置和管径调节装置等结构,可以自动识别管道内的情况并进行路径规划。并利用Ansys软件对机器人外壳和连接轴进行有限元分析。【结果】计算结果显示,所设计的机器人结构合理,强度符合要求。【结论】所设计的管道机器人可以显著降低管道清理的人工成本,减少在清理过程中对管道结构的损坏,具有一定的应用和推广价值。

螺旋推进式含油污泥清淤装置的设计与应用

目前油气田站场含油污泥清淤普遍采用人工加传统机械的办法,清掏困难、清淤效果不稳定且安全隐患突出。针对这一问题,设计了一种适合油田污油泥特点、主体功能集成、集装箱式可移动的含油污泥清淤装置,主要由移动式水下作业端、地面动力及控制工作站、连接管路、控制线缆组成。清淤系统采用旋转绞龙配合渣浆泵及高压水喷头的方式对淤泥进行收集;行走系统采用螺旋式推进结构,可在水下实现前后左右行进、原地旋转;控制系统包括地面控制台、电气控制柜以及水下作业端的动力液压控制仓,能够对装置进行全方位的控制与操作。各系统间相互配合,使其在能够行进过程中对所处位置的污油泥进行搅散、破碎、提取和输送等处理,绿色环保且为现场作业提供了极大便利。

挖泥船输泥管路液固两相流扫描成像实时监测装置研究

挖泥船输泥管路是疏浚吹填施工的重要装置,堵管是管道输送过程中经常遇到的一个问题。电阻层析成像(ERT)技术是一种常见的实时检测技术,被广泛应用于多相流检测,具有非侵入性、可视化等优点。基于ERT技术开发的输泥管路液固两相流扫描成像实时监测装置,能够实时检测输泥管路内泥浆流形,并通过造影获得整个管道断面的泥浆浓度信息,为预防和解决堵管问题提供重要数据。

自走式山药采收机及其关键部件研究

针对山药收获机械自动化占比低、工作效率低、收获损伤率高并且需要人工辅助作业、污染环境等问题,结合山药生长环境和收获实际情况,通过对山药数据的分析、挖取方案的比较与选择,设计开发出一款可用于山药抓取、收集的机器。该机器主要由挖掘装置、去泥装置、打捆装置以及整体机架组成。使用SolidWorks软件对机器的各个零件进行建模,并利用有限元软件ANSYS对夹爪以及车架进行应力分析,发现在100 N的载荷作用下,夹爪最大应力为225.5 kPa,最大形变量为0.78 mm,车架最大应力为158.5 Pa,最大形变量为1.9669 mm,应力和形变均在允许范围。通过有限元分析结果,证实了结构的可行性。

一种高效清除管式换热器内部结垢装置的研制与应用

定冷水冷却器、密封油冷却器、公用系统空压机冷却器、氧化风机冷却器等都是固定管板式换热器。冷却水管束管径10~12 mm,管束长1~3 m不等,现场疏通有时位置受限,管束疏通局部或全部有阻挡,清理较困难,特别是遇检修周期时间长、循环水水质恶化的情况下,部分管束几乎完全被堵死,疏通工作更加艰难。在采取高压水枪冲洗和酸洗浸泡等常规疏通方法都无效的情况下,积极摸索不断改进方法,自己动手研制清除该类型换热器内部结垢的疏通装置,经过不断尝试、改进和应用,最终研制了一套适用于该类型换热器的疏通装置,极大地缩短检修工期、减少施工人员劳动强度,同时保证清洗质量。

高压电力电缆排管疏通装置研究

伴随我国城市建设的不断发展,电力电缆的铺设和使用数量也在不断增长。然而,电缆排管的疏通问题一直困扰着电力行业。因此,研究一种能够有效解决高压电力电缆排管疏通问题的装置具有重要的实际意义。主要从高压电力电缆排管疏通装置的设计、制造和应用等方面进行探讨,以期为电力行业提供一种高效、安全的解决方案。

环保疏浚底泥堆场余水处理方法及实施装置研究

针对环保疏浚余水处理的复杂性与必要性,本研究采用物理、生物、化学综合处理方法,使疏浚余水依次通过生物排泥池、沉淀池、澄清池,并利用一体化加药设备向余水均匀投加聚合氯化铝(PAC)絮凝剂,经处理的余水排放水质达到《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)二级标准,表明本研究运用的余水处理方法效果明显,实现了疏浚余水达标排放和环保疏浚的连续吹填。

我国疏浚技术与装备“十五”、“十一五”十年发展回顾

最近的10年,我国疏浚工业发展迅速。目前年疏浚量已超10亿m3,成为世界第一的疏浚大国。10年里疏浚业获得了70多项专利技术,疏浚核心技术已从简单模仿发展到自主创新,关键系统和设备从严重依赖进口发展到了自主研制。现在我国基本掌握了先进挖泥船的核心技术,大型挖泥船90%以上自己设计制造,疏浚主力船型已从中小型,发展到了大型甚至超大型。核心技术的飞跃,支撑了整个疏浚行业的升级换代,促成了中国疏浚业的十年巨变。

基于流固耦合的管道机器人清淤装置

为验证管道机器人的清淤能力,对其清淤装置进行旋转条件下的流固耦合研究。对管道机器人的清淤装置进行简化处理,利用ANSYS Workbench软件,通过添加流体域,获得基于流固耦合的模型;通过mesh模块进行网格划分,得到基于有限元分析的高精度模型,在逆流条件下分别设置固体的转速1.6、0.3 r/s,顺流条件下设置固体的转速1.6 r/s,设置流体的流速和前进速度均为2.5 m/s,进行流固单向耦合计算;得到流体基于速度和压力的运动状态示意图,进行对比分析。结果表明:在逆流高转速条件时,清淤装置清淤效果显著,具有刮削-搅拌-过滤-推进-自流冲刷五位一体清淤作业能力,并为管道机器人的控制提供理论依据。

我国疏浚技术与装备“十五”、“十一五”十年发展回顾

最近的10年，我国疏浚工业发展迅速。目前年疏浚量已超10亿m3，成为世界第一的疏浚大国。10年里疏浚业获得了70多项专利技术，疏浚核心技术已从简单模仿发展到自主创新，关键系统和设备从严重依赖进口发展到了自主研制。现在我国基本掌握了先进挖泥船的核心技术，大型挖泥船90％以上自己设计制造，疏浚主力船型已从中小型，发展到了大型甚至超大型。核心技术的飞跃，支撑了整个疏浚行业的升级换代，促成了中国疏浚业的十年巨变。

1m^3内河液压疏浚抓斗的研究

简括了１ｍ３内河液压疏浚抓斗的研究背景，探讨了抓取对象的物理性质及针对该对象的挖掘机理。在此基础上进行了挖掘阻力计算，并介绍了模型斗试验、计算机模拟挖掘软件编制、实斗测试及使用效果的整个工作过程。对挖掘对象的研究是整个研究工作的基础，本文指出了疏浚土壤与通常散货在物理机械性能方面的不同，并由此产生在计算水平切割阻力与垂直切割阻力和普通散货的不同之处。模型实验是为了验证理论的正确性和预测实物性能的重要环节，同时也提供了实物设计所需的重要参数。在理论研究和模型试验基础上编制的计算机软件包是设计同类型抓斗的有力工具。本文还通过若干图表介绍了该斗的实测结果。

无缆式排污沟自动清运装置控制设计

为了实现排污沟内淤积物自动清理和自动运输,设计了一种无缆式自动清运装置,该装置从根本上摆脱了恶劣、有害的作业环境对工人人身安全造成的威胁。在清运过程中,传感元件实时检测装置的异常运行状态,并通过控制器实施及时的纠正和相应的处理。控制器共采用3个PLC,PLC之间利用无线通信实现信息交互。实践表明:通过完善的控制设计,自动清运装置具备了一定的智能性和自主作业能力,使之能够更加灵活地适应排污沟内复杂的环境,从而更加有效地完成清运作业。

基于AT89S52的自主清淤装置控制系统设计

为了克服人工清淤所带来的种种弊端,提出一种新型的自主清淤装置,它以3片AT89S52单片机为控制器,采取"1个上位机+2个下位机"的控制模式,上位机和下位机之间通过无线串口模块实现信息交互。清淤装置还配有红外避障传感器、光电编码器、红外测距传感器、蓄电池电量检测传感器和荷重传感器等,以实时监测清淤装置的运行状态。实践表明:完善的控制设计使清淤装置在诸如排污沟之类的复杂、恶劣的环境中具有一定的自主作业能力,从而保证清淤装置能够替代人工实现冶金企业排污沟自动清理工作。

煤仓堵塞现象与疏通装置设计

为解决煤仓经常发生的拥堵现象,分析了煤仓堵塞等故障的成因,通过分析物料在不同水分和内摩擦系数的基础上,提出了破坏煤仓形成的棚煤次稳定状态所采取的变频机械振动方式,依据不同煤层煤棚高度,振动机械杆设定不同的共振频率,并通过机械振动的分析,设计了棚煤疏通装置的结构。

导管架平台桩腿内排泥装置设计与测试

浅水导管架平台拆除时必须对桩腿进行切割,切割前都是采用外排泥方式清除桩腿管内淤泥和杂物,但外排泥会受到潮水和回淤的影响。针对这一问题设计了一套适用于桩腿内排泥的装置,并根据实际桩腿尺寸、水深、泥质等条件确定内排泥装置的排泥管尺寸、喷嘴直径和数量以及气举气体压力和流量等参数。渤海测试结果证明,本文设计的内排泥装置排出污水含泥量高、冲力大,可以保证桩腿内壁面没有残留泥土,能够满足目前该区域导管架平台桩腿内排泥的需求。

大豆秸秆纤维制取机配套原料捞取装置设计与参数优化

为了提高大豆秸秆资源利用率,利用CATIA软件设计了秸秆纤维制取机配套原料捞取装置,采用二次通用旋转组合试验方法,以捞取量为响应函数,以捞取装置的耙头角度和耙齿角度为影响因素,对大豆秸秆原料捞取装置参数进行了优化试验研究。结果表明:在转速为55 r·min-1的条件下,当耙齿角度21.54°、耙头角度88.58°时,每次最大捞取量为0.39 kg,作业效果最佳。

环保疏浚余水处理混合搅拌装置设计

环保疏浚余水一般采用混凝-沉淀工艺进行处理,针对余水净化工程中混合搅拌环节缺失的现状,进行混合搅拌装置的研究与设计,对相关参数进行试验研究,结果表明对于余水处理混凝-沉淀工艺,混合搅拌作用可以有效提高污染物去除率;根据试验确定的参数范围及工程现场工况条件,确定了搅拌装置的设计取值。