EBH-120掘进机铲板有限元分析

针对EBH-120掘进机铲板的3种典型工况,以铲板设计参数为依据,采用Cosmos对铲板进行了有限元分析,得出其在不同工况下的应力和变形云图,结果表明,铲板在工作过程中应力分布不均,存在应力集中现象,最大应力集中在与机架、油缸联接的销孔座处,最大变形发生在铲板的前沿处,提出应采取增加销轴及销孔座尺寸、增加过渡圆角等措施,降低销孔座应力集中处的应力值,为该机的改进设计提供了指导,也可为类似设计提供参考。     

矿用螺旋折流板式换热器的设计

针对高效换热的工作要求,基于GB150与有限元法,对矿用螺旋折流板式换热器进行了设计与研究。通过ANSYS软件,分别在管程与壳程压力单独作用下,对封头与管板连接焊缝处进行应力计算,根据应力线性化理论与JB4732,评定一次应力与薄膜应力值,评定结果满足设计要求。对螺旋折流板的结构进行模态计算,根据模态特性,验证出螺旋结构的折流板比弓形折流板的稳定性更高。     

U型管式换热器的设计与校核

经过工艺结构尺寸的计算、热流量的核算、壁温的核算、计算换热器的内流体的流动阻力、零件的计算及换热器的检验和验收几大步完成了换热器的设计。该设计换热器具有一般换热器都有的效率且只有一个管板,换热管为U型,管子两端固定在同一管板上,管束可以自由伸缩,当壳体与U型换热器有温差时,不会产生温差应力;其次该设计采用计算机编程进行辅助计算,优化了换热器的结构尺寸。     

基于ANSYS对压力容器管板的有限元分析

在压力容器管板的设计过程中,利用ANSYS软件对压力容器管板的应力进行分析,计算出压力容器管板的最大应力和应变,从而为压力容器结构的优化设计提供了充分的理论依据。将分析的结果与实际情况进行比较,验证了分析正确性。     

基于ABAQUS矿用装载机动臂在极端工况下的强度分析

建立了包含铲斗、动臂、摇臂和液压缸系统的矿用装载机三维模型,分析了矿用装载机的运动机理及受力情况,利用ABAQUS计算得到动臂在极端工况下的应力云图和位移云图。结果表明,动臂最大应力主要位于动臂和液压缸的铰接处、动臂和铲斗铰接处、动臂两侧板的上部和下部区域;最大位移位于动臂和铲斗的铰接部位;动臂的强度校核计算证明动臂的强度满足设计要求。     

煤矿井下可控式导孔钻具执行机构的研究

针对千米煤矿井下可控式导孔钻具执行机构的研制，以执行机构的支撑板作为研究对象，提出了一种新型支撑板结构，并建立了其三维有限元计算模型，分析了在最大载荷工况下支撑板的应力、应变。结果表明：支撑板在最大载荷作用下，应力最大为248.6 MPa，应变最大为0.001 3，位于支撑板中间应力最集中的位置，且最大变形量为0.034 4 mm，满足现场施工要求。证明支撑板结构设计合理，可为后续千米导孔钻具结构设计提供参考。     

矿用重型卡车前梁的多工况强度分析

首先分析了矿用重型卡车前梁在满载弯曲、制动和转弯三种工况时的受力情况,确定不同工况的载荷和约束的施加方法;然后利用ANSYS Workbench软件对前梁进行上述工况的强度分析。结果显示应力较大处出现在钢板弹簧座附近以及板簧座下表面。其中,制动工况的最大应力超出了材料的屈服极限,前梁不符合强度要求。最后针对应力较大处对前梁进行了改进,并再次进行了强度验证。     

寺河矿采煤工作面降温系统研究

为研究热害矿井采煤工作面的有效降温方法,采用数值模拟与现场测试相结合的方法,选用内含液态CO_2的盘管式换热器系统对寺河矿6301#采煤工作面的降温效果进行研究,利用COMSOL软件探究了不同液态CO_2流速、不同换热器管间距和不同换热器布置长度的降温效果,得到了对寺河矿6301#采煤工作面降温效果最佳的液态CO_2流速,分析得出了具有最佳降温效果且符合实际工况的换热器管间距及换热器布置长度。结果表明:液态CO_2流速为0.1 m/s、管间距为75 mm、换热器布置长度为30 m时,采煤工作面降温效果最佳。将模拟结果与实测结果对比,证明了该降温方法能够有效降低采煤工作面的温度。     

基于Ansys Workbench的梳齿钻头结构强度分析

以φ2500 mm梳齿钻头为研究对象,利用三维绘图软件Solidworks建立了钻头的三维模型,应用新一代多物理场协同仿真环境Ansys Workbench进行网格划分和静力分析,得到整体结构的等效应力和位移云图,获得了钻头在最大负荷工况和单翼板受力工况状态的最大变形值、最大应力值及最大应力点,所获得数据对钻头的强度和刚度校核及钻头设计过程中的优化起到了非常关键的作用。     

双曲柄四环减速器内齿环板优化设计

对双曲柄四环减速器内齿环板进行受力分析,确定内齿环板承受最大应力和变形时所对应的受力工况,建立内齿环板有限元模型,并对内齿环板进行有限元预分析。在此基础上,对内齿环板进行以质量为优化目标,结构尺寸为设计变量,最大应力和变形、固有频率为约束条件的多变量、多约束优化设计,设计出具有最优结构参数的内齿环板,为提升双曲柄四环减速器设计水平打下基础。     

基于煤矿乏风热氧化的填充床内置换热器取热特性

基于煤矿乏风热氧化取热过程,搭建了填充床内置换热器稳态取热实验台,取热率最大相对误差为2.50%,实验研究了床层内取热区两侧及取热区内填充蜂窝陶瓷对换热器取热的影响,结果表明：取热区两侧空间填充的蜂窝陶瓷通过增大床层气体物理流速、辐射换热面积、扰动换热器背风侧流场而强化换热器取热,当气体质量流速0.15 kg/(s·m2),温度从613 K升高到1 113 K时,取热区两侧蜂窝陶瓷的存在使换热器取热率比空床增大了2.20%～14.84%,而当气体质量流速增至0.30 kg/(s·m2),温度同样从613 K升高到1 113 K时,取热区两侧蜂窝陶瓷则使换热器的取热率比空床增大了4.92%～10.61%;取热区内填充的蜂窝陶瓷对换热器取热率影响的矛盾两面性决定了取热区内填充的蜂窝陶瓷不会对换热器取热率产生较大影响,也并不总是强化换热器取热,甚至会削弱换热器取热,当气体质量流速为0.15 kg/(s·m2)、温度从613 K升高到1 113 K时,取热区内蜂窝陶瓷的存在使得换热器取热率比空床变化了-1.92%～+4.47%;采用换热器外壁镀银的方法,研究了填充床内置换热器取热过程中传热方式的贡献,结果表明气体质量流速0.15 kg/(s·m2),温度为1 113 K时,换热器取热率中已经有55%的贡献来自辐射,随着温度进一步升高,辐射成为填充床内置换热器取热的主要方式。     

矿井扩散塔喷淋换热装置热质传递模型及参数优化

针对矿井扩散塔喷淋换热装置的能量回收问题,建立了空气-水之间的传热传质数学模型。利用四阶龙格-库塔方法,进行了传热传质的数值计算,分析了装置结构参数、工质初始状态参数对装置换热的影响,结果表明:装置内部换热以潜热为主,且装置底部潜热交换越充分,装置热回收率越高;对装置换热效果的影响,按装置计算高度、液滴粒径、迎面风速、水汽比和液滴初速度的次序,依次下降;迎面风速对装置换热效果有较大影响,应控制迎面风速,避免风吹水损失和实现充分的热质交换。     

一种寒区地温能高效换热器的研制

随着近年来地温能开发利用的不断发展,地源热泵系统关键部分的换热器的形式和种类也在增加。与此同时,在寒区地温能开发利用方面,由于传统换热器在结构设计及使用上的一些缺陷,使寒区地源热泵系统很难达到设计工作目标,急需研制一种适应寒区地温能采集的经济、高效的换热器。因此,根据寒区地质条件特点和对换热器的性能要求,研制了一种寒区地温能高效换热器。介绍了该换热器的结构形式、技术参数、安装应用等情况。     

煤矿乏风瓦斯流入特性对填充床内置换热器取热的影响

在实验验证数学模型有效基础上,研究了气体流入特性对煤矿乏风氧化床内置换热器取热的影响,结果表明:填充床内置换热器取热率随床层入口气体质量流速均匀性指数的下降而减小,蜂窝陶瓷的存在导致气体流动单向导通、增大床层物理流速及辐射面积,使床层入口气体质量流速均匀性指数减幅相同时填充床内置换热器取热率减小幅度要比空床换热器大;床层入口气体平均质量流速不变时,内置热器取热率随床层入口气体温度均匀性变差而减小,温度分布不均同时引起流速分布不均,温度分布不均引起的取热率下降幅度要明显大于相同平均质量流速、温度下床层入口气体流速不均引起的取热率下降幅度;对于立式氧化床,各部分气体由于温度不同导致的浮力大小不同以及气体所受浮力由于进风方式不同导致的对流动影响差异,换热器取热率也随之发生变化,随着床层入口气体平均温度逐步升高,进风方式对取热率影响越来越明显。     

不锈钢换热器在矿井救生舱中的应用

矿井救生舱是与外界完全隔绝的密闭空间,人员在内部生存会产生热、湿,导致舱内温度、湿度升高,危及人员生命安全,因此,制冷系统是矿井救生舱内生命保障系统的关键组成之一。设计了一套适合于开式二氧化碳制冷系统的翅片式不锈钢换热器,试验研究表明,电加热器加热功率1 500 W,模拟人员舱内温度和湿度分布维持在30.3 ℃和77.5%。考虑换热器的换热性能、安全性能及材料成本等因素,与同换热面积的紫铜换热器相比,不锈钢换热器综合性能最佳。     

矿用热管换热器析湿工况换热分析

当前矿井回风用热管换热器的设计换热效果与实际应用情况偏差较大。通过基于焓差的Threlkeld法分析了矿井回风析湿工况下的传热系数和翅片效率，进而建立了单根热管换热管的换热模型，并通过逐管法对热管热换热器进行换热分析。结果表明：在实际应用环境中该换热器的总传热系数变化不大，可看作定传热系数传热。换热器的矿井回风与换热器回风侧热管外壁翅片表面温度相差很大，应保证换热器回风侧热管外壁翅片表面温度大于0℃。     

井下水力通风换热机温升效果研究

越来越多的金属矿山进入深部开采,面临地下热害和通风方面的双重困难。利用温差能驱动通风的原理,提出利用水力通风换热机将地下热水的势能和热能转换为风流的动能和内能,并利用MATLAB进行相关数值模拟研究,优化相关参数。结果表明:升温效果与地下热水水头、换热机进风温度、地下热水温度和换热高度等呈现正相关关系,且影响因素排序为地下热水水头>换热机进风温度>地下热水温度>换热高度;换热机在热水水头为260 m、地热水温度为55℃、空气初始温度为24℃的外在条件下,风量达54 m^3/s,出风温度升高约为10℃。     

隔热内管对中深层地热井同轴换热器换热性能的影响

中深层地热井同轴换热器作为地下换热系统的重要组成部分，其性能优劣直接决定了地热能开发效率和取热效果。通过现场试验和数值模拟，研究了隔热内管与中深层地热井同轴换热器换热性能的关系并分析了内管隔热长度和隔热方案对同轴换热器出水温度和取热功率的影响。结果表明，将导热系数为0.06W/(m·K)的真空气凝胶隔热钢管作为内管时，同轴换热器短期取热功率为1506.83kW。对于3500m深的地热井，内管隔热性能要求随井深增加而降低，0～1400m段的隔热性能对整体换热效果影响较大，增大管内流量可减小内管有效隔热长度。     

渗流影响下地埋管铺设方式的改进及其数值分析

地下水渗流对地埋管换热器与岩土体间的换热过程具有重要影响,为保证埋管的换热效率,在实际工作中需考虑渗流对埋管铺设方式的影响.该文根据埋管的实际换热过程将其边界设定为以年为周期变动的热通量边界,同时对传统的埋管铺设方式作了改进,并对其在渗流场中的传热过程进行了数值模拟.结果表明,改进后的方案能有效提高埋管的换热效率.     

燃气锅炉燃烧过程中余热回收利用研究

对燃气锅炉燃烧过程的余热进行回收是未来发展的必然趋势.在对天然气基本特征进行介绍的基础上,分析了排烟温度对余热回收中的冷凝率和锅炉供热效率的影响情况,发现存在反比例关系,而空气含湿量对水蒸气露点温度具有促进作用,有利于水蒸气热量的冷凝回收.设计了一种余热回收装置,包含1个间接式换热器和2个直接接触式换热器,对换热器的基...