发夹式换热器管束流致振动数值模拟研究

运用计算流体力学方法,采用ANSYS CFX软件对发夹式换热器的壳侧流场进行了三维数值模拟。流场计算中采用多孔介质模型对管束区域进行简化,分析了壳侧流场的速度分布,结果表明:直管段部分的流体湍流强度大于弯管段,且外层管束所在区域为高流速区,受流体冲刷严重。结合流场信息,通过功率谱生成随机激振力,采用ABAQUS软件模拟计算了湍流激振下管束的振动响应,结果显示管束的面外均方根位移远大于面内位移,且弯管部分的振动位移最大。该研究结果可为发夹式换热器的性能分析和优化设计提供参考和依据。     

SBR侧流除磷强化同步亚硝化反硝化除磷效率

采用SBR装置,进水COD/ρ(TN)为7,以厌氧-好氧-缺氧(A/O/A)的运行模式实现同步亚硝化反硝化(SPND)。为解决SPND工艺中除磷问题,实验在进水中额外添加一次乙酸钠,强化厌氧释磷后排出富磷上清液。当除磷效果消失时,依照第1次的方法再一次强化除磷。结果表明,强化后出水PO_4~(3-)-P的质量浓度小于0.5 mg/L,其持续时间分别达2 d和16 d,PO_4~(3-)-P平均去除率分别为95.8%±0%、96.7%±3.7%;NH_4~+-N和TN的平均去除率分别为99.5%±1.6%和97.2%±2.3%。强化后微生物多样性增加,丰度大于1%的菌属增加8种。聚磷菌(PAOs)丰度由3.74%增长至4.04%,聚糖菌(GAOS)丰度由8.63%降至4.37%。     

湍流进流诱发的二维水翼振动噪声特性研究

为研究螺旋桨流噪声,以螺旋桨的基本构型单位二维翼型为研究对象,研究其在不同工况下的振动噪声规律。以Lighthill声类比理论为基础,应用计算流体力学软件CFX和声学仿真软件LMS Virtual Lab分别模拟在不同工况下翼型的流场和声场分布。取翼型非定常脉动力作为声源,然后采用边界元方法分别求解翼型流噪声和振动噪声。结果表明,噪声水平随速度和翼型攻角的变化呈现较为明显的规律;相比考虑翼型振动时的振动噪声,忽略翼型振动影响的情况下流噪声水平偏大。     

面向流屑角突变建模的切削状态参数经验公式的获得及应用

从提高流屑角突变模型的预测精度出发,建立了切削状态参数与3个切削控制参数之间关系的新经验公式。提出了一种通过迭代法准确设定有限元仿真软件刀-屑摩擦因数的方法,并通过直角切削Al6061-T6工件的有限元仿真试验,获得了一组不同切削控制参数组合条件下的切削状态参数数据。根据该数据拟合出剪切角φ、刀-屑摩擦角β、剪切应力τs关于刀具前角γ0、进给量f和切削速度v的经验公式,并通过一组直角切削试验,验证了所得经验公式的有效性。将新建经验公式应用于流屑角突变建模过程后,所得模型关于突变临界切削宽度的平均预测误差减小了27.2%。     

潮流能水平轴水轮机在剪切来流下的水动力分析

采用基于计算流体力学方法的全尺度数值模拟计算,建立了适用于潮流能水轮机模拟的剪切来流环境,通过数值计算结果,对潮流能水轮机随时间变化的宏观力和流场特征进行了系统分析,探索水轮机在复杂工况下的水动力特性规律。结果表明,水轮机整个叶轮的总体平均受力在剪切流工况中未受到明显影响; 单个叶片的瞬态轴向力系数和瞬态轴向扭矩系数在旋转周期内出现了明显的周期性变化,且周期性变化幅值随转速增大而增大; 非定常的瞬时轴向扭矩和力的周期性振荡容易引起单个叶片的结构性振动,可能对水轮机的机械结构造成影响。     

石英尾砂料仓及其气力助流系统的设计

以江苏某企业的石英尾砂为研究对象,基于Jenike剪切理论,分析石英尾砂的物料性质、四棱锥料仓结构对重力流卸料的影响,考虑料仓卸料口尺寸和斜锥角对料仓内物料流动状态的影响,设计石英尾砂料仓及其辅助气力助流系统,且将其应用于江苏某企业试运行。结果表明:石英尾砂的含水率在14%(质量分数)时,物料的内摩擦角最大,物料粒径越细小,物料内摩擦角越大,但达150μm时增势趋于平缓;设计的石英尾砂料仓及其辅助气力助流系统可保障物料装卸料性能和防止物料堵仓;年产2万t石英尾砂的条件下,设计的石英尾砂料仓及其辅助气力助流系统可为企业节省200万元的生产成本,且社会环境效益显著。     

掺铒单模光纤飞秒脉冲激光器和放大器

为了获得一种被动锁模掺铒光纤振荡器及功率放大器，数值模拟出超短脉冲在光纤中的传输和演化过程，并基于此搭建了一种被动锁模掺铒光纤飞秒振荡器及功率放大器。实验获得了中心波长1560 nm、重复频率100 MHz、输出功率30 mW、脉冲宽度85 fs超短脉冲。通过采用PPLN晶体进行倍频，进一步获得了输出功率5 mW，中心波长780 nm的飞秒脉冲。该光纤激光器为全保偏光纤结构，具有体积小巧、可靠性高、稳定性好的特点。