选煤厂荷电水雾除尘系统数学模型的研究

在荷电水雾理论的基础上,结合选煤厂粉尘污染的实际情况,在粉尘产生源头-给煤机处进行除尘系统设计,建立选煤厂荷电水雾除尘系统的数学模型。该数学模型综合考虑了雾滴直径、粉尘直径、雾滴荷质比对除尘效率的影响,通过对该数学模型的优化求解可以进行选煤厂除尘系统的最优设计。     

静电旋风除尘器去除焦油的措施探讨

介绍了工业设备产生焦油的危害性，指出了几种传统去除焦油方法的缺点。在理论和实验上分析了静电旋风除尘器去除少量焦油的可行性，给出了去除少量焦油的措施方法。利用静电旋风除尘器能使焦油排放量达到所需的环保要求。     

矿用扁平接链环静态电测实验及有限元分析

对φ30的矿用扁平接链环进行静态拉伸电测实验，分析并得出产生最大强度的位置。同时应用ANSYS有限元分析软件对接链环的力学简化模型进行分析，与实验结果相比较，有助于找出齿部破坏规律，对齿形的改进及今后的疲劳分析具有重要意义。     

脉动微波循环注热开采煤层气数值模拟

为获取脉动微波循环加热条件下低渗透储层煤层气运移采出规律,文中综合运用多孔介质传热学、 电磁学、渗流力学、岩石力学等相关理论,建立低渗透储层煤层气微波注热开采过程渗流电磁-热-流-固多物理场耦 合数学模型,结合COMSOL Multiphysics 有限元分析软件进行了脉动微波循环加热过程煤层气运移采出规律的数值 模拟,获取了不同功率脉动微波循环加热条件下煤层温度场、渗流场的变化规律,并对煤层气产量进行了预测。数 值模拟结果表明:脉动微波循环加热煤储层热效应显著,煤层能快速且不断地处于高温状态,气体在高温条件下大 量解吸并运移产出。采用脉动循环加热,将继续增加煤层渗透率和煤层中游离煤层气含量,相对于常规开采,煤层 含气量大幅度降低,煤层气产量显著提高,增产与稳产交替变换使产量在长时期内处于增产状态。模拟方法与结果 可为低渗透储层煤层气脉动微波加热开采技术方案提供理论依据。     

基于MSP430F449单片机的掘进机器人悬臂转角检测

掘进机器人在掘进过程中悬臂转角的检测是掘进机自动控制的关键技术。利用掘进机在掘进过程中悬臂始终与竖直方向(或水平方向)成一定的角度,通过固定于悬臂上的三轴数字加速度传感器ADXL345的各个轴与重力方向之间的夹角就可以检测出掘进机悬臂的运动姿态,即可确定悬臂的转角。分析表明:与传统的利用线位移传感器检测液压油缸的行程来测量悬臂转角方式相比,采用三轴数字加速度传感器检测需要的传感器数量少,无需数模转换,使得检测电路简化,且检测结果不受掘进机器人在巷道中出现前后及左右倾斜的影响。     

考虑换热温差的新型有机朗肯循环-分流闪蒸系统热力性能分析

为了提高有机朗肯循环(Organic Rankine cycle,ORC)系统热力性能,减少ORC发电中不可逆损失,实现对低品位热量的充分回收,以363~463 K地热水为热源,基于热力学第一、第二定律,从减小换热器换热温差考虑,提出一种新型ORC-分流闪蒸系统并建立系统热力学理论模型,通过编制计算程序对两种系统在不同热源温度下随蒸发温度的变化进行分析及比较,并针对4种临界温度不同的低沸点有机工质对系统的影响进行研究。结果表明:当热源不足以使工质在近临界温度下蒸发时,采用分流闪蒸系统可以提高系统热力性能,在热源温度Tg=363 K、393 K、423 K时,其效率较ORC系统分别增加10.51%、8.9%及7.07%;同时,分流闪蒸有助于减小工质对系统性能的影响,各工质热力性能表现相近;但随热源温度变化,系统适用工质不同,当热源温度高于工质临界温度15 K左右时,系统可在近临界状态下蒸发,此时选用该工质热力性能最佳。     

饱和蒸汽作用下煤体吸附甲烷运移产量规律试验研究

为得到低渗透储层煤层气注蒸汽开采过程煤层气运移产量规律,在实验室试制了蒸汽加热三轴解吸渗透试验装置,并进行了不同饱和蒸汽压力条件下煤样吸附甲烷运移产量测定试验。试验结果表明,在一定的围、轴压下,甲烷运移产量随解吸时间呈现Langmuir变化趋势;在不同的注蒸汽压力条件下,甲烷运移产量随饱和蒸汽压力的增加而增大、增幅减小,煤体温度随蒸汽注入压力不同呈现指数增长形式,在一定时间内由于换热效率降低使煤体达到注热饱和,继续注热无明显效果;煤体注蒸汽后,由于应力急剧增加造成短时期内无甲烷运移产出,随应力的降低和游离甲烷增加,甲烷运移速率呈现指数型增长趋势,甲烷运移最终产量增加,甲烷运移产量较未注热最高可增产46.3%。试验结果可为煤层气注蒸汽开采工艺方案及产量预测提供参考。     

非共沸工质分离压缩再混合有机朗肯循环综合性能分析EI北大核心CSCD

为利用非共沸工质在蒸发器内“温度滑移”的优势,避免在冷凝器内“组分迁移”的不利影响。构建了非共沸工质分离压缩再混合有机朗肯循环系统(ORC with separation,compression,and remixing,SCRM-ORC)。采用分凝器将非共沸混合工质分离成2种纯工质,分别进入气液热交换器两空间进行气液换热,再对纯工质压缩、混合再利用。以120℃地热水为热源,R134a/R245fa为工质,建立热力、经济与环境性能模型,分析R134a质量分数对系统综合性能的影响,并与采用R134a的乏气压缩再循环ORC系统(compression recycling,CR-ORC)性能进行对比。采用遗传算法进行多目标优化,揭示系统最优性能与工况参数。结果表明:与CR-ORC系统相比,非共沸工质SCRM-ORC系统可有效降低冷凝热的释放量,在R134a质量分数较低时提高冷凝热回收利用量,同时具有较好的综合性能。将分凝器与气液热交换器看作整体与CR-ORC系统中新型冷凝器相比,二者[火用]损失之和与投资成本之和小于CR-ORC系统中冷凝器的。在R134a质量分数为0.2181时,系统综合性能最优,此时净输出功为3412.1kW,投资回收期为2.237年,年当量CO_(2)减排量为4520.6×10^(3)kg。     

基于吉布斯自由能变的非共沸混合工质有机朗肯循环热力性能分析

吉布斯自由能变(ΔG)可以度量系统对外界所做的最大非膨胀功,为研究非共沸有机朗肯循环热力性能与确定最佳混合工质组分比提供判据。文中将ΔG引入有机朗肯循环一般性热力学模型,推导出功、热量与ΔG的关系式。采用R245fa/R227ea非共沸混合工质,利用Aspen Plus软件模拟计算每个热力过程的ΔG,度量非共沸混合工质的做功能力,确定最佳混合工质组分比,并可算出循环过程中吸热量、净输出功等值。模拟结果对比分析得出:利用推导的ΔG公式计算出的功、热效率等变化规律与参考文献一致,计算误差在允许范围内。吸热过程的ΔG_e最大值可作为确定最大热效率的非共沸混合工质组分比的依据;膨胀过程的ΔG_t最大值可作为筛选出最大输出功的非共沸混合工质组分比的依据。ΔG_e在R245fa质量分数为0.589时最大,此时获得最大热效率为7.514%;ΔG_t在R245fa质量分数为0.493时最大,此时获得最大净输出功为4.176 kW。     

考虑温度影响下煤层气解吸渗流规律试验研究

通过不同温度条件下煤层气渗透率、渗流量测定的试验,研究了温度条件下煤层气渗透率、渗流量的影响因素,得到考虑温度情况下的煤层气解吸渗流规律。利用三维应力条件下煤样吸附解吸试验系统,在三轴渗透仪中加入温度控制系统,测定煤样在温度、围压、轴压和孔隙压力的不同组合情况下的渗透率和渗流量。结果表明,在相同围压、轴压和孔隙压力情况下,煤样渗透率随温度的增加而减少;不同温度条件下,渗透率随孔隙压力的增加均以指数形式递增。在相同围压、轴压和孔隙压力情况下,等温解吸时,煤样渗流量随温度的增加而减少;升温解吸时,煤样20℃吸附、升温至40℃解吸时渗流量比20℃吸附、20℃解吸时明显增加;等温或升温情况下,渗流量随孔隙压力增加均呈现非线性递增关系。这一规律对煤层气热采方式的选择具有重要指导意义。