深海带电插拔连接器力学特性分析

以水下7 000 m工况的深海带电插拔连接器为研究对象,旨在获得湿插拔连接器在深海双重高压下的受力特性和插拔过程中的动密封性能。介绍连接器的插头结构与压力补偿技术;推导压力补偿器工作容积的计算公式;运用Ansys Workbench建立插头内壳体组件与插孔组件的动密封有限元模型,对内壳体、压力平衡膜及内胆进行强度计算;分析由连接器插拔引起的平衡膜内外瞬时压差对膜的应力分布及变形情况;讨论密封件径向压缩量、密封接触面摩擦因数、插拔速度对插拔过程中动密封性能的影响。结果表明:插头插合时,平衡膜外表面应力基本不变,其变形减小;拔出时,平衡膜外表面的应力及变形都逐渐增大。密封件之间的接触压力受密封接触面过盈配合量的影响明显,增大过盈配合量可显著提高动密封区域的接触压力及密封性能,同时也会加剧密封件失效的可能性,密封接触面的摩擦因数、插拔速度对接触压力的影响则较小。     

振荡翼改进运动模型的能量捕获性能分析

为了提高振荡水翼的水动力性能和能量捕获效率,基于传统简谐运动模型提出改进运动模型,通过引入俯仰运动系数k,推导改进后俯仰运动规律的一般形式,利用Fluent软件建立水翼的二维模型,综合分析半主动振荡模型下不同俯仰运动系数、折算频率和俯仰振幅等运动参数对水翼能量捕获性能的影响。结果表明:与传统简谐运动模型相比,改进运动模型能够使水翼升力系数在较长时间段内维持较大数值,提高水翼的升力系数和捕能效率;在相同的折算频率和俯仰振幅下,减小俯仰运动系数会增大俯仰角转动的角速度,进而增大俯仰运动所消耗的能量;不同俯仰振幅下对应不同的最优折算频率,折算频率越低水翼的捕能性能越不稳定,俯仰振幅越大,转动俯仰角所消耗的能量越多。在给定参数条件下,水翼的能量转化效率可超过40%。     

砂土介质中废旧轮胎加筋条带拉拔特性

为减少废旧轮胎大量堆放对环境造成的严重污染及潜在安全隐患,基于废旧轮胎良好的抗拉伸、耐老化及界面粗糙等特性,本研究提出将废旧轮胎切割成条,制成加筋条带,用作土工加筋材料的新型利用方法。通过调整砂土不同密实度条件,对比开展废旧轮胎条带及土工格栅拉拔特性试验研究。结果表明,砂土介质中废旧轮胎条带达到极限拉拔力之前,拉拔位移随拉拔力的增长而线性增长;极限拉拔力统计表明,加筋条带界面抗剪强度符合摩尔-库仑强度准则,并由此建立界面抗剪强度与界面摩擦角及似黏聚力的线性关系。通过对比土工格栅加筋性能,发现废旧轮胎条带的剪应力峰值约为土工格栅的2.5~3.2倍;达到剪应力峰值所需要的位移约为土工格栅的5倍。研究成果验证了废旧轮胎条带作为加筋材料的可行性,为进一步开展理论研究及工程应用奠定了基础。     

火电厂双管式烟囱内筒的流动特性

采用计算流体力学的方法,分析常规烟囱内筒的流动特征,包括流动角区的分布、流动压降的分布,以及横截面积和侧面积对流动阻力的影响。针对半圆形内筒压降较大的问题,提出一种优弧弓形内筒,可有效结合圆形内筒和半圆形内筒的优点,具有结构紧凑、横截面积小且流动压降低的特点。研究表明,当内筒横截面积相同时,优弧弓形内筒的压降小于半圆形内筒,略大于圆形内筒的压降。为确保与圆形内筒具有相同压降,半圆形内筒应增大横截面积约5%,而优弧弓形内筒应增大横截面积约3%。该结果可为电厂烟囱内筒的设计提供参考。     

一种计及空间相关性的光伏电站历史出力数据的修正方法

针对光伏系统渗透率增高对电力系统稳定运行带来的严峻挑战,考虑到光伏功率预测技术精度高度依赖于数据精度的问题,提出一种基于人工神经网络的光伏电站历史出力数据修正方法。利用人工神经网络在建立复杂非线性映射关系的优越性,引入皮尔逊相关系数对数据进行降维处理,选择与目标光伏电站出力相关性高的电站作为基准光伏电站,并结合光伏出力的空间相关性特征与基准光伏电站的出力数据对目标光伏电站失准及缺失数据进行修正,以解决由人为因素或数据采集系统老旧带来的光伏数据失准问题,并通过山东省聊城市的光伏历史出力数据对所提方法进行分析验证。     

基于LSTM的阀冷系统入水温度及冷却裕度预测

为解决换流站阀冷系统状态缺乏智能预测手段和极端工况下冷却能力是否充裕难以评估的问题,提出基于长短期记忆网络(long short-term memory, LSTM)的换流阀冷却裕度预测方法。在阀冷系统冷却裕度指标量化评估的基础上,考虑多源影响因素,通过相关性强弱选择特征量并构建数据样本集,利用长短时记忆网络建立预测模型,并基于大量实际样本数据进行训练,对入水温度和冷却裕度发展趋势做出预测、提前预警,同时提供极端工况下冷却裕度的分析模型,为现场处理决策提供依据。通过穗东换流站的实例分析,验证了算法的有效性和可行性。     

海上风电过电压及无功补偿问题研究

提出一种新的海上风电并网过电压及无功配置问题的动态研究方法。利用DIgSILENT PowerFacotry软件建立海上风电场模型,包括风电机组、海缆、变压器及相关的控制策略。利用时域仿真方法分析不同风速条件下风电场的有功、无功及电压特性,根据时域仿真的结果,配置无功补偿装置,调整、改善风电场电压及无功特性。通过时域仿真方法对无功补偿配置方案的效果进行验证。     

换热器结构发展综述及展望

主要介绍换热器200余年的发展历程,对不同结构换热器的产生及典型应用进行综述。重点阐述管壳式换热器、板式换热器、微结构换热器和印刷电路板换热器四种不同结构的换热器,及其为了实现强化传热所开展的相关几何参数优化和结构改进的发展工作。分析现有换热器结构设计中存在的问题与限制,总结换热器结构更新的具体建议和发展趋势。     

含硼金刚石的金属包膜成分及其物相的研究

本文采用铁基触媒加入硼铁的方法，在高温高压条件下合成了含硼金刚石，利用电子探针（EPMA），透射电子显微镜（TEM）两种检测手段，分析了含硼金刚石金属包膜的微观组织结构，化学组成成分，各组成成分的物相及其可能形成的原因。研究结果表明：金属包膜的成分及其物相由正交立方结构的（Fe,Ni）3C，面心立方的γ-（Fe,Ni），面心立方的Fe23（C，B）。及少量的FeB,Ni3B组成，这些成份主要来源于原材料，其含量在高温压过程中是瞬间变化的。     

液体中金属丝电爆炸的研究现状与展望

液体中金属丝电爆炸(丝爆)不同于介质电击穿过程,涉及复杂金属相变,可产生具有更高能量效率的冲击波,已在化石能源开发等领域取得成功应用,也凸显出在地质勘探、矿山与安全工程等领域的巨大应用潜力。文中回顾了电爆炸冲击波技术的发展历程,基础研究方面分别从丝爆物理过程与冲击波产生机理、测量诊断和评估方法、冲击波特性与影响因素进行阐述,并从理论与实验角度提出了现阶段面临的科学问题与技术难点;应用研究方面简述了液体中丝爆在石化能源开发、物性研究装置、纳米材料制备等方面的应用与工程实践,给出了当前电爆炸冲击波技术在应用中亟待解决的瓶颈问题和方向。最后,归纳提出了该技术的发展趋势和路线图。