动态光散射颗粒分布软测量

考虑传统动态光散射颗粒粒度分布测量用的反演算法复杂、精度不够、抗噪能力差,本文基于大数据思想,提出了一种动态光散射颗粒分布软测量方法。该方法通过调节颗粒粒度分布形状参数获得大量自相关函数及其对应颗粒分布的数据;使用这些数据对子学习机进行训练。最后,针对训练数据维数较高的特点对传统Bagging算法进行改进,并利用改进的Bagging集成算法集成子学习机以提高软测量模型的精度及泛化能力。通过模拟单峰数据和对300nm标准粒径进行软测量开展了验证实验。结果表明,该方法能够较好地测量出不同动态光散射颗粒分布的峰值及分布宽度,模拟单峰数据测量峰值精度可达1nm,300nm和503nm,标准粒径测量精度分别可达3nm和4nm,优于一般的反演算法。该软测量方法为动态光散射颗粒分布测量开辟了新的途径。     

基于面阵CCD的散射式激光粒度测量方法研究

研究了基于CCD传感的激光粒度测量方法和优化。在系统设计和实验参数优化基础上,设计了CCD传感器的光环尺寸,并基于Mie散射理论,建立了理论计算模型,计算了待测颗粒的理论光能分布。对标称粒径为10.9μm和57.9μm的聚苯乙烯乳胶标准颗粒进行实验,获得颗粒散射光能分布图像,提出了一种新的光环中心确定方法,并由编写的图像处理程序分析散射光能分布。颗粒粒径的反演结果与标称尺寸比较表明,用此测量方法得到的颗粒散射光能分布与其理论分布较一致,稳定性与重复性较好。     

LM优化算法在消光法测粒技术中的应用

基于限定模式反演算法,由LM优化算法对消光法测量衰减光谱进行反演处理,获得颗粒粒径和分布.讨论了目标函数构造,不同的粒径分布函数,单双峰分布及优化初值对于反演结果的影响及重要性.表明该算法具有很好稳定性和精确度.     

油液中磨粒分析磁滤谱仪的设计

针对滤谱法中滤膜上磨粒分布不规则,不易区分铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒的问题,设计一种磁滤谱仪,它在原油液检测滤谱仪的基础上,通过引入自动运动控制机构,提高了工作效率;同时在下过滤端安装永磁铁,使油样中的铁磁性颗粒能在滤膜上沿磁力线方向分布。通过有限元方法确定该磁滤谱仪的磁场强度和磁场方向。实验结果表明,磁滤谱仪制备的滤膜上的铁磁性颗粒沿磁力线分布,能很快地区分出铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒,提高了铁磁性颗粒和非铁磁性颗粒区分的准确度,提高了工作效率和可信度。     

柴油机主要摩擦副磨损型式的识别

本文首先提出了柴油机磨损型式识别的重要性,进而阐述了磨损型式模糊模式识别的过程,即：模糊模式识别原理,建立磨损型式的标准样板库,隶属函数的确定等等,最后给出了结论。     

动态散斑对比度颗粒测量法

提出了基于线阵CCD相机的动态散斑对比度颗粒测量方法和系统,用于解决动态光散射研究涉及的动态光散射软件相关算法运算量大、实时性较差,以及不能测量高黏度溶液中颗粒的问题。首先,从传统动态光散射理论出发,基于光学统计理论,建立了动态散斑对比度的模型。然后,根据Siegert公式,推导了动态散斑对比度与动态散射光场自相关函数的关系。最后,得到了低浓度和高浓度下动态散斑对比度与颗粒粒径的关系。分别对粒径分布为(490±20)nm的标准乳胶球颗粒水溶液和纳米二氧化钛粉体(粒径分布:450~500nm)甘油溶液进行了测量。结果表明:动态散斑对比度测量法的运算量小,且能测量高黏度溶液中的纳米颗粒,重复测量误差小于2%,满足了动态光散射的国标要求。     

高精度单颗粒发生器

提出了一种新颖、高精度和高性价比单颗粒发生器的新方法,实验显示该方法可以得到定位精度1mm,最小2μm的标准颗粒,并且可以随意控制标准颗粒的大小尺寸.     

固液旋流泵固体颗粒分布的数值模拟研究

对围液旋流泵内部流场进行了全流道三维数值模拟.计算网络采用分块非结构化网格,湍流计算模型采用标准中k-ε模型,算珐采用SIMPLEC算法.对固体颗粒的分布情况进行了详细分析,结果表明,固体颗粒在长叶片工作面上分布较多,并随着颗粒直径的增大分布逐渐增多,在短叶片及空腔中颗粒分布较少,从长叶片的工作边到非工作边固体颗粒分布适渐减小.泵的磨损主要发生在长叶片工作面的转弯处,短叶片上磨损较小.     

固体颗粒介质成形新工艺试验研究与应力分析

自行设计制造了固体颗粒介质传压性能试验与测试装置,通过试验测得到了固体颗粒的传压规律.建立了板料在拉深力作用下的两种力学模型:线性分布载荷和二次函数分布载荷的力学模型.自行设计制造了板料成形试验模具与装置,通过对成形试验件的测量与分析,建立了自由变形抛物线函数变形模型.对固体颗粒介质板料拉胀成形未贴模时塑性变形阶段进行了塑性变形分析,推导出了自由变形区的应力分布计算公式,为固体颗粒介质板料拉胀成形塑性理论研究奠定了基础.     

基于FAHP的颗粒打散输送系统方案决策研究

为迅速把复合肥半成品大块颗粒打散得到与成品相似的单个小颗粒进行检测,综合考虑打散输送系统所处的高粉尘强腐蚀环境及使用需求后,确定了系统设计的关键因素,提出三种方案。采用模糊层次分析法(FAHP)构建系统决策模型,确定各因素的权值,选择最优方案。经实验对比,打散输送后单个小颗粒与成品颗粒粒度分布相似,验证了决策模型和方法的正确性。     

颗粒性质对叶片圆盘泵叶轮内颗粒分布的影响

为研究颗粒性质对颗粒在叶片圆盘泵叶轮内分布规律的影响,将叶片圆盘泵叶轮分为无叶区和叶片区,采用多重参考坐标系法模拟流体在叶片区和无叶区内的流动。采用Eulerian多相流模型、RNG k-ε湍流模型与SIMPLEC算法,利用Fluent软件对叶片圆盘泵内固液两相湍流进行数值模拟。对不同直径、不同浓度及不同密度颗粒在叶轮叶片区和无叶区的分布及颗粒在叶轮表面分布规律进行分析。结果表明:颗粒密度和颗粒直径对颗粒分布影响较大,颗粒密度、粒径越大,颗粒越难被液相带动加速而处在液相相对速度较慢的无叶区,随着颗粒密度、粒径的增大,叶轮表面颗粒浓度分布变化趋缓;颗粒浓度对颗粒在无叶区和叶片区分布影响较小;叶片表面颗粒浓度大于轮盘表面颗粒浓度,从动轮上轮盘表面和叶片表面颗粒浓度要小于相应主动轮表面颗粒浓度。     

Powder size measurement by acoustic emission

Acoustic emission was used to measure particle size properties of steel, cast iron, and alumina powders. Many powder samples with different weight and size distribution were prepared by sieving and their size distribution was measured by means of optical techniques. Acoustic emission measurements were carried out by dropping the powder on a metal plate to which an acoustic emission transducer was fixed, and results were expressed in terms of number of counts of four channels for data acquisition. The measurement set-up and procedure were original and never investigated before. Very good results were obtained for steel and cast iron samples, as measurement curves showed a clear linear trend as a function of the particle mean diameter and were vertically shifted in dependence of the sample weight. Alumina powders showed similar trends only for large particles and high weight differences.     

[可靠性建模及试验技术]重型机床液压元件油液污染退化量分布剖面可靠性建模

针对重型机床液压系统故障频繁且多与油液中的固态颗粒污染物相关的问题，进行了油液污染趋势变化试验。通过时域分析获得了油样颗粒数的有量纲和量纲一参数，通过Q-Q图和K-S检验分析有量纲参数，污染颗粒数是退化量服从正态分布的退化数据。进行了油液污染与环境相关性分析试验，采用相关系数法分析得到，颗粒数变化量与一定范围内的温度、流量、压力的相关性小；将液压元件分为管路、阀、过滤器三类，用直径5 μm左右的颗粒和直径大于15 μm的颗粒分别研究管路及阀件的堵塞和磨损情况，以过滤器过滤精度大小的颗粒研究过滤器的堵塞情况，设定ISO4406标准20/17级对应的颗粒数为阈值，利用退化量分布建立了液压元件单一故障模式的可靠性模型；利用竞争失效模型将上述模型融合为多故障模式下的可靠性模型。     

考虑颗粒分布影响的液-固二相流体润滑研究

对多颗粒分布的液-固二相流体润滑进行了研究。对有颗粒存在时的润滑区域进行划分,建立了多颗粒状态下的雷诺方程,引进颗粒的速度、大小、位置,颗粒间的距离等参数,在给定油膜承载力的情况下运用有限元法对有限长滑块进行了数值求解。结果表明:颗粒的存在使颗粒附近的压力分布有了明显的变化;油膜承载力越大,颗粒对压力分布、最小油膜厚度的影响越明显;颗粒处于运动状态或静止状态对压力分布和最小油膜厚度的影响趋势是一致的,但运动颗粒的影响程度较小些;颗粒间的距离、颗粒半径、颗粒数目对压力分布也有比较大的影响。     

Effect of the Normal Load on the Release of Aerosol Wear Particles During Abrasion

A study highlighting the aspect of the generation of aerosol wear particles during abrasion is presented. The substrate chosen is a masonry brick which is reinforced with TiO₂ nanoparticles. This is done using a pin on plate arrangement. The material removal mechanism via fracturing is first understood. The parameter chosen for the study is the normal load. The formed aerosols are then characterized by their number concentration, particle size distribution, individual particle shape, size and chemical composition. Having irregular shapes, the aerosol wear particles have unimodal size distributions with 5–7 % (in mass) of Ti content. The size mode increases with the increase in normal load. However, at higher normal loads, while there is an unexpected increase in the wear mass, the maximum concentration of the aerosol particles saturates. During the whole study, no free nanoparticles of TiO₂ were found.     

基于双环形旋涡相位调制的多焦点产生

为提高光学显微成像及微粒控制的效率,提出一种通过双环形旋涡相位板对入射光为拉盖尔高斯柱矢量光束进行波前相位调制的多焦点产生方法。通过Debye矢量衍射理论分析了该相位板对焦点区域光强分布的影响。分析表明,经调节内外环旋涡相位拓扑数及内环的半径,可以对焦点区域光强分布进行整形,在焦平面上产生多焦点,而且通过改变入射柱矢量光束的偏振态,可以进一步得到光场由轴向分量为主的多焦点及由横向分量组成的多焦点。通过改变旋涡相位板的拓扑数及光束的参数,可以达到对光斑的数量的控制。这对于捕捉折射率高于周围环境折射率的微粒具有重要的应用价值。     

Particle generation to minimize the computing time of the discrete element method for particle packing simulation

There are computation time constraints caused by the number and size of particles in the powder packing simulation using DEM. In this paper, newly suggested packing model transforms a general packing sequence —particle generation, stack, and compression-into particle generation and packing by growing particles. To verify the new packing model, it was compared using three contact models widely used in DEM, in terms of radial distribution function, porosity, and coordination number. As a result, contact between particles showed a similar trend, and the pore distribution was also similar. Using the new packing model can reduce simulation time by 400 % compared to the normal packing model without any other coarse graining methods. This model has only been applied to particle packing simulations in this paper, but it can be expanded to other simulations with complex domain based on DEM.

     

旋风分离器内颗粒浓度分布特性的数值分析

采用改进的雷诺应力模型和分散的颗粒随机轨道模型,并利用单元内颗粒源法对旋风分离器内的颗粒浓度分布进行数值模拟,与试验结果对比表明两者吻合较好,有较高的预报精度。数值模拟结果表明,旋风分离器外壁的颗粒浓度呈螺旋带状分布,且螺旋灰带以一定的频率上下窜动,在环形空间和灰斗的顶板下方存在顶灰环,且顶灰环不均匀,具有显著的非对称性;在分离空间下部排尘口附近有明显的颗粒返混,范围在排尘口上方约1.5 D (筒体直径)以内,排尘口上方的强旋流动对颗粒有显著的二次分离作用。讨论粒径(3～23 μm)、工作温度(20～ 1 000 ℃)、入口含尘浓度(0.03～10 kg/m3)和进气速度(12～30 m/s)对颗粒浓度分布特性的影响规律。     

应用激光微小光斑进行颗粒分析

目前已有多种颗粒分析的方法,它们都有各自的特点,本文介绍一种应用激光微小光斑进行颗粒分析的技术,该方法应用聚焦光斑直径与被测样品平均颗粒粒径相近的激光光斑,使其落在样品颗粒上,在后向获取信号,经处理得到样品颗粒分析的结果,它适用于河道与港口水样品的泥沙分析,也可以应用在类似的场合。