旋切式PDC钻头水力结构优化

旋切式PDC钻头比常规PDC钻头的结构更复杂,工作原理也比较特殊,常规的数值模拟方法不能全面描述旋切式PDC钻头水力结构及井底流场特性。鉴于此,采用标准k-ε模型和离散相模型(DPM)对旋切式PDC钻头井底流场进行仿真模拟,并对钻头的水力结构进行优化设计,对优化前后旋切式PDC钻头的井底流场进行对比分析。研究结果表明:刀盘形状的改变有利于工作流体的流动,可以降低刀盘附近岩屑颗粒的质量浓度;采用带有曲率的喷嘴可以增强旋切式PDC钻头刀盘区域的井底清洗效果;当采用曲率为1/50的喷嘴时,刀盘区域的井底清洗效果最好;当采用中心喷嘴直径12. 0 mm和边缘喷嘴直径8. 8 mm的组合方案时,旋切式PDC钻头的清洗和携岩能力达到最优。研究结果对未来页岩气开采方式的研究具有一定的指导意义。     

轮轨高频动力作用模拟中接触模型的影响分析

轮轨高频动力分析模型目前多沿用了传统的赫兹接触模型,其在高速轮轨系统上的适用性尚未得到验证。针对赫兹接触工况,建立基于多体动力学的车轮-轨道耦合动力学和车辆动力学模型,其中轮轨法向接触由赫兹弹簧表征,作为对比也建立基于显式有限元的三维高速轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用可考虑三维接触几何的"面-面"接触算法精确求解轮轨接触。对比150～500km/h速度范围内典型钢轨短波波磨(波长20～140mm、波深0.01～0.20mm)激励下的高频轮轨力结果,发现三种模型预测的幅值存在显著差异,但未发生轮轨脱离时(波磨尚浅),三种模型预测的幅值均与波深线性正相关。具体而言,相较于瞬态滚动接触模型,车轮-轨道耦合动力学和车辆动力学模型预测的垂向轮轨力更大,其特征幅值的最大差值分别为静轮重的39.2%和88.4%,三种模型预测波长30mm波磨的临界波深(恰好发生轮轨脱离)相应地高于0.2mm、0.14mm和0.05mm。开展高速、高频轮轨动力分析时,传统的赫兹接触弹簧会带来不可忽略的计算误差。     

STC炉的燃烧与自动化控制系统

描述了辊底式STC短周期退火炉燃烧系统的组成、选型及其温度与炉内气氛的控制,着重介绍了适用于STC炉的燃烧系统与自动化控制系统,并应用在实际生产中。该系统自动化程度高、控制精确高,可以提高生产效率、降低能源消耗。     

新型张拉式观景塔动力性能分析

目前国内观景塔的结构形式单一,外形样式缺乏新意,文章提出提出一种新型的张拉式观景塔结构,由于其动力特性不同于其他结构形式,文章采用MIDAS gen有限元分析软件建立计算模型,通过合理的模拟结构的边界条件及初始状态,阐述了模态分析、反应谱分析及时程分析的基本理论;对结构进行了模态分析得到该结构的周期及模态;并对该结构进行反应谱分析及时程分析,对两者的计算结果进行了对比,得到反应谱的计算结果偏小于时程分析。     

可调偏迈步式胶带自移机尾的研究

随着掘进工作面自动化程度的提高,掘进巷道速度也在日益加快,而现有的顺槽皮带机机尾移动缓慢且移动时工作量大,需要两三人配合操作,存在一定的安全隐患。针对以上问题,研发可调偏迈步式胶带自移机尾,具有与悬挂二运皮带转载机搭接行程长,可以迈步式前进,自动调偏等功能,同时,可以降低工人的劳动强度,加快巷道掘进速度。     

除尘器新型褶式滤筒的结构优化及系列化设计

以新型褶式滤筒为研究对象,选取滤筒褶数N_2、褶夹角θ、褶高h、过滤风速v为影响因子,除尘器压力损失为响应值,基于响应曲面法分析影响因子对压力损失的影响,建立滤筒除尘器压力损失的预测模型并得到滤筒褶皱结构最优参数。以滤筒内径D、筒体高度D_1为标准尺寸,依据相关国家标准设计滤筒筒体部分;以锥体高度D_2、锥体上圆直径D_3为系列尺寸,利用尺寸变化法设计锥体部分;通过Access软件建立滤筒产品数据库。结果表明:当θ=5.2°,N_2=50,v=0.01 m/s,h=0.035 m时,除尘器压力损失最低;当D_1=1 000 mm,D=320 mm时,D_2和D_3最佳值分别为600,130 mm,故采用D_2/D_1=0.6,D_3/D=0.4的比值设计相应滤筒锥体系列。     

析湿工况下翅片管式换热器表面粉尘沉积过程的数值模型

空调器采用翅片管式换热器作为蒸发器，在制冷工况下换热器表面发生析湿及粉尘沉积，导致性能衰减。建立湿翅片表面粉尘颗粒物沉积过程的数学模型，模拟冷凝水捕集颗粒物以及湿积灰层黏附颗粒物的过程。被冷凝水捕集的颗粒物数量等于运动轨迹与水表面轮廓会出现相交的入射颗粒物的数量；后续的入射颗粒物与湿积灰层碰撞时，部分入射颗粒物会发生沉积且部分被碰撞的已沉积湿颗粒物会发生移除，这两部分的颗粒物数量相减即为被湿积灰层黏附的颗粒物数量。模拟与实验结果的对比表明，预测的湿积灰层形状与实验照片的吻合度较好，预测的单位面积颗粒物沉积质量与91%的实验数据之间的误差在±20%之间，平均误差为11.8%。     

ZY3400/06/15掩护式液压支架的研制

针对山西介休安益煤矿薄煤层的实际情况,采用专业软件进行设计校核,研制了ZY3400/06/15掩护式液压支架。该掩护式液压支架通过实际安装运行,不仅提高了工作面的安全系数,而且也简化了操作工序,降低了作业风险,实现了安全生产和高效高产的目标。