Spring Inserts for the Intensification of the Heat Exchange Process during Boiling in Vertical Tubes--Optimization of Geometric Parameters

The paper presents new criteria for calculation of heat transfer coefficients and flow resistance during boiling inside vertical tubes with spring inserts, developed on the basis of own experimental research. Calculations of the geometric parameters of the spring insert were carried out using the Nelder-Mead optimization method for various optimization criteria(maximizing the increase ratios for heat transfer coefficient and flow resistance, minimizing entropy, own optimization criterion). The results of optimization calculations were verified by the optimization procedures available in Statistica.

橡胶内嵌弹簧的复合型减振器性能研究

针对一种T型减振器,分别在其外圆柱与内圆柱区域嵌入弹簧,研制出两种新型复合减振器,开展了静态力学性能与减振性能的研究。试验表明:内圆柱嵌入弹簧后在3.6mm的压缩变形下刚度增大2.2%,阻尼比仅减小0.2%,说明其在变载荷条件下具备更稳定的静态刚度与阻尼比;外圆柱嵌入弹簧可使原本硬度较低的橡胶减振器获得与高硬度橡胶减振器相近的振动传递率与结构损耗因子,动静刚度比略有提升,表明其具备较好的减振性能。相比改良填料配比,通过向低硬度橡胶内部引入金属结构改良性能的方案具备更好的可设计性与应用前景。

螺旋线圈强化管内单相流体传热的研究

研究了内插螺旋线圈的水平圆管内水的对流强化传热及流阻特性 ,探索了螺旋丝径不变 ,螺距变化对传热及流体阻力的影响 ;螺距不变 ,螺旋丝径变化对传热及流体阻力的影响。实验采用2 5mm× 2mm的紫铜圆管 ,实验段长 1 .68m ,管内走水 ,Re数的范围在 30 0 0～ 2 5 0 0 0之间。通过对实验数据的多元线性回归 ,得到了传热与流体阻力的实验关联式 ,采用 (Nus/Nu) 3.5/ ( fs/ f)作为评估传热与流阻性能的综合判据 ,实验结果表明 :在实验范围内 ,(Nus/Nu) 3.5/ ( fs/ f)的值在 1 .2～ 1 0 .7之间 ,大于 1 。

基于稳健性设计原理的接触件插拔力质量一致性优化方法

基于简支梁结构理论提出斜线簧接触件插拔力计算模型,通过试验与仿真对比分析,验证了该模型的正确性。利用稳健性设计原理,对斜线簧接触件的关键参数进行参数设计和容差设计,确定设计参数中心值的最优组合和容差最佳分配方案。基于蒙特卡洛思想,通过虚拟装配斜线簧接触件,获得优化前后的斜线簧接触件插拔力的质量特性分布,并选取按优化前后的尺寸要求装配的斜线簧接触件测试插拔力,统计分析得出插拔力合格率,对比优化前后的斜线簧接触件插拔力的质量特性分布,分析表明优化后的插拔力合格率得到很大提升。

换热器防垢除垢实验研究

考察了二甲基甲酰胺中的盐在换热器换热冷却过程中的结垢行为,分别采用内置弹簧和液固流态化以及两者结合的方法对换热器在线防垢除垢进行研究。采用测定总传热系数法研究污垢热阻随时间的变化规律,并用污垢称重法测定不同条件的总污垢量。研究了流体流速、传热温差、弹簧结构、惰性固体颗粒数量和大小等诸因素对结垢的影响,结果表明:直径与管内径比为0.8,螺距和管内径比为1.5的弹簧在0.6～1.0m·s-1的流速范围内防垢除垢效果最佳,随着颗粒数量的增加和粒径的增大,污垢生成速率降低,结垢量减少,相比同条件下单纯颗粒流态化除垢,内置弹簧和颗粒流态化结合法可以使污垢量减少20%～50%。实验研究结果对实际的工业过程具有一定的参考意义和指导价值。

换热器内置弹簧脉冲流动防垢除垢实验研究

以二甲基甲酰胺生产中易于结垢的换热器冷却过程为研究对象,采用换热管内置弹簧并利用泵的开、停措施使流体产生脉冲流动的方法对换热器在线防垢除垢进行研究。采用测定换热管外冷却水的吸热量随时间的变化关系以及试验结束后管内污垢称重法研究内置弹簧脉冲流动法对换热器在线防垢除垢效果。研究了泵的开、停时间,内置弹簧长度等因素对防垢除垢的影响。结果表明:在试验装置上,内置弹簧长度175～198cm、泵运行时间5～10s、泵停止时间5s时,具有显著的防垢除垢效果,在试验装置运行4h除垢率高达92.9%。同时在此条件下装置运行4～12h内,污垢增长量较少,说明此法除垢效果稳定。实验研究结果对实际工业换热器的改造具有一定的参考意义和指导价值。

基于虚拟弹簧模型的柔性针穿刺仿真研究

在分析柔性针受力和挠曲的基础上,建立二维空间上柔性针穿刺软组织的虚拟弹簧模型,得到针体和针尖轨迹的数学模型。使用Matlab工具软件对针尖轨迹在不同情况下进行仿真。仿真实验结果表明,柔性针弹性变形量对针尖走向影响较小,影响针尖走向的主要因素是纵向控制坐标和针座与水平线初始夹角,且两者的叠加效应最终影响柔性针走向,可以为机器人辅助针穿刺操控提供理论基础,结合软组织变形研究,能够实现柔性针穿刺的轨迹规划和避障运动。

螺旋插入物在管内传热与流阻计算机模拟

文章用计算机模拟在管内流体流动的弹簧插入物传热和流动阻力问题，通过二维椭圆方程的数值计算预测流体阻力和传热特性，并根据预测的结果讨论雷诺数和弹簧的线径、螺距对流体摩擦系数和换热系数的影响，为进一步实验确定操作范围和实验条件，对于工业应用具有一定的指导意义。

立管式蒸发式冷凝器传热特性的研究(英文)

蒸发冷却被应用于工业过程和空调系统中以降低不同流体的温度,其工作过程涉及空气和水的两相流、两相流的传热传质及传热和传质间的耦合.作者主要研究了立管式蒸发式冷凝器的传热特性,建立了一个一维、稳态的性能计算模型.实验结果表明,气-液界面的热阻是立管式蒸发式冷凝器热传递过程中的主要热阻,弹簧插入物有助于提高其传热性能.所得的结论为该种设备的设计提供了更多的参考信息.

纳米流体在内置弹簧管中的流场特性

针对Al2O_3-蒸馏水纳米流体在内置螺旋弹簧管中流场特性问题,运用粒子成像测速仪(PIV)对不同质量分数的Al2O_3-蒸馏水纳米流体与蒸馏水在内置螺旋弹簧管中的流场进行了观测分析。获得了不同质量分数的纳米流体在不同雷诺系数下的速度场和涡量图。结果表明:一定质量分数的纳米流体在内置螺旋弹簧换管中明显增强了流体边界层流体的扰动,纳米流体主流区的流速相比蒸馏水入口处提升了29%。在相同雷诺系数条件下纳米流体的轴向速度梯度更大,同时在纳米流体与弹簧管相互耦合作用下,管壁处的涡量是管中心处的4倍。说明Al2O_3-蒸馏水纳米流体对于内置螺旋弹簧换热管对流换热的强化具有促进作用。

插装式溢流阀调压弹簧的模糊稳健优化设计

以插装式溢流阀调压弹簧固有频率最大为设计目标 ,综合考虑优化设计中的模糊因素和随机因素 ,建立了其模糊稳健优化设计数学模型 ,并采用混沌遗传优化算法进行求解。理论分析和设计实例表明 ,模糊稳健优化设计能提高设计目标的稳健性 ,并保证在可控因素和不可控因素影响下模糊约束条件的可行性 。

弹簧触指插拔过程的仿真分析

弹簧触指结构是一种适用于大功率电气互联器件的电接触形式。为了获得弹簧触指结构的电接触物理特性,应用COMSOL Multiphysics有限元软件,对其插拔过程进行了仿真模拟,并进一步分析了插针插入深度、簧丝直径、簧丝中径和簧丝圈数对插拔力、接触压力和接触面积的影响。所得的结论可直接用于具有弹簧触指结构电气互联器件的优化设计。

斜尖针穿刺软组织建模及针尖轨迹预测

在经皮穿刺过程中,当带斜尖的针穿刺软组织时,针与其周围组织相互作用,导致针体产生弯曲变形,针尖偏离预定方向,进而直接影响穿刺手术的定位精度。将针穿刺软组织的过程视为准静态过程,并进行离散化,建立针-组织相互作用模型。在该模型中,考虑到软组织的非线性与各向异性,将针视为由一系列非线性弹簧支撑的悬臂梁,且各点的弹簧刚度彼此不同。建立针-组织相互作用中的摩擦力及切割力模型,借助于穿刺实验,将穿刺力分解为摩擦力和切割力,进而获得力模型中的各个参数。基于虚拟非线性弹簧模型和穿刺力模型,根据最小势能原理,采用瑞利-里兹法预测针的偏转,进而获得进针过程中针尖的轨迹。仿真及实验结果表明,该模型能够精确地预测针尖位置,为穿刺路径规划提供理论依据。

交通荷载作用下钢弹簧浮置板隔振道路设计参数研究

为降低城区道路汽车荷载对建筑结构的振动影响,设计一种新型钢弹簧浮置板隔振道路,对浮置板的动力学设计参数进行研究。在浮置板缩尺模型有限元试验验证的基础上,选取浮置板长度、厚度、弹簧刚度、弹簧支承间距4个参数及不同水平值,进行正交试验,建立81个样本的三维有限元模型。采用模态分析法,研究各参数对浮置板固有频率和振型的影响;实测交通荷载激励,分析激励作用下浮置板结构在时域和频域的响应,并通过Z振级和插入损失探讨浮置板结构各参数的减振效果。结果表明:各样本基频主要分布在4~10 Hz之间,基频直接影响钢弹簧浮置板的隔振性能;随着浮置板长度的减小、厚度的增大、弹簧刚度的减小、支承间距的增大,浮置板结构的隔振效果明显提高;交通荷载激励下,浮置板结构振动放大频段位于基频附近及14~18 Hz范围;VL z振级在0~18 Hz范围内随频率增大而增大,之后随频率增大而降低,但未超过72 dB;对于0~40 Hz范围内的振动响应,样本最大减振量为40.6 dB,基频处放大量最大为17.4 dB。

管内插入螺旋线的降膜蒸发传热性能研究

提出了管内插入螺旋线的竖管降膜蒸发传热强化方法,并通过实验探讨了液膜雷诺数、传热温差和螺旋线插入物的结构参数对降膜蒸发传热性能的影响.结果表明,插入螺旋线与光管相比,传热膜系数可提高20％以上.

试谈U型纵梁类零件匹配的一种新整改方法

针对汽车纵梁与纵梁内加强板匹配困难的问题,本文介绍了一种新的整改方法,避免了设计过程中后期零件匹配的反复整改。

全自动插动静簧机的气动和PLC控制系统的设计

本文重点研究14FF继电器生产线全自动插动静簧片机的气动控制系统和PLC控制系统，实现14FF继由器生产线全自动化。

地铁隧道内钢弹簧浮置板轨道的减振效果实测分析

为了研究地铁隧道内浮置板轨道的实际减振效果,以我国某地铁线路的隧道段为研究对象,测试了普通道床轨道、重量级和中量级浮置板轨道产生的振动响应,分别在时域和频域内对各种轨道的振动特性进行对比分析,并采用Z振级进行综合评价,结果表明:轨道板和隧道壁的主要响应频段在80 Hz附近;重量级和中量级钢弹簧浮置板道床振动响应有5.3 dB的差异;各减振断面的隧道壁振动均满足相关规范的要求。

复读机面壳注塑模具设计

针对复读机塑件结构复杂导致抽芯困难等问题,运用了斜销、斜滑块联合抽芯,顶出镶块式弹簧抽芯,斜顶抽芯结构,取得了良好效果;同时采用了二次浇口,从塑件中间进料,避免了产生熔接痕,缺料等问题;设计了推管、推杆、斜顶联合顶出,保证了塑件顺利脱出。

旁路开关轴向斜圈弹簧插入力仿真与实验

为保障航天卫星锂电池组配套的1KP100-1功率型旁路开关安全可靠地运行,通过工业建模软件UG构建轴向斜圈弹簧的仿真模型,基于Ansys Workbench对轴向斜圈弹簧的插入力以及不同斜槽宽度时弹簧的插入力进行有限元分析。仿真和实验结果表明:弹簧的插入力随着位移载荷的增加而增加,最终趋于平稳;相同的位移载荷下,弹簧的斜槽越大,弹簧插入力越小;相对而言,1.4 mm斜槽宽度的斜圈弹簧较适用于1KP100-1功率型旁路开关。