管壳式换热器的简捷设计与HTRI设计对比及分析

管壳式换热器因结构简单,操作方便,材料多样化且适于高温高压的环境所以在化工行业中被普遍使用。本文分别使用HTRI软件和简捷设计2种方法对以甲醇蒸汽冷凝器为例的管壳式换热器进行设计,结果表明简捷设计比HTRI设计的传热面积大14.7%。而通过对HTRI模拟的温度分布图、流型分布图、传热系数分布图进行传热分析可知,简捷设计这类在设计过程中采取平均温度进行物性计算的传统方法与实际工业情况的偏差较大。为了更好地将理论计算与工业实际应用有效地结合,提高管壳式换热器的设计精度,可以通过对温度分布进行分段设计、改进流型分布、改良传热关联式等手段优化传统设计方法。     

车载式相机轮轨冲角图像检测

目的 在列车运行安全性评价中,轮轨冲角是一关键性指标。列车运行过程中车体存在强烈振动,而且在基于应变片及传感器的冲角接触测量方法中存在许多弊端,例如丢失,损坏等问题,但冲角作为轮轨接触安全状态评价中的重要参数,对列车运行稳定性评价方面具有重要意义。为了避免接触测量方法中测量传感部件易损坏,丢失以及冲角值小等原因导致轮轨冲角检测难度大等问题,提出了一种新的轮轨冲角的图像检测方法。方法 首先,将CCD传感器安装在转向架上构成视觉检测系统;其次,根据相机物像空间几何成像模型建立车轮运动中轮缘角度与图像中椭圆短轴变化关系,实现对3维空间中轮缘位置和角度信息的采样与记录,并证明了轮缘几何特性与车轮偏转角度之间单一映射关系,将轮轨冲角φ的检测转化为椭圆短轴长度特征的检测,缩减了检测难度,增加了可行性;最后,给出冲角仿真结果。结果 实验结果表明,该方法测得的冲角值与使用仪器检测的冲角数值平均误差为0.024°,最大误差0.084°,单帧图像检测时间大约400 ms,通过仿真得出冲角的范围在0.75°内,且随机车速度的增大而增大,冲角在径向机构未锁定时小于锁定状态。结论 该方法检测速度较快且准确性较高,具有一定的工程应用价值,能为后续列车运行的稳定性和安全性评价奠定了一定的基础。     

基于改进标记分水岭的彩色踏面图像分割

踏面图像分割是实现踏面区域与背景分离的过程,是联系图像预处理与踏面图像 缺陷检测的纽带。针对传统踏面图像分割方法处理过程中存在的图像信息缺失、区域轮廓分割 精度低和抗干扰能力差的问题,提出了一种基于改进分水岭算法的彩色踏面图像分割方法。首 先使用带色彩恢复的多尺度视网膜增强(MSRCR)调整踏面图像入射分量与反射分量及RGB 3 个颜色通道之间的比例;然后直接计算彩色图像梯度图,通过改进RGB 彩色分量融合运算完 成彩色梯度图像前景与背景的标记后进行分水岭变换得到初始分割结果;最后结合踏面轮廓方 位特点设计图像连通域提取分割算法完成踏面曲面提取。实验结果表明,本方法分割图像边缘 特性好,颜色保真,抗雾霾、光照干扰能力强,可以获得理想的车轮踏面分割结果。     

超重力精馏回收果胶沉淀溶剂的应用

同时应用超重力精馏连续与间歇操作分离回收果胶沉淀溶剂中的乙醇,并以不锈钢波纹丝网为填料,在原料乙醇质量分数x_f=55%、回流比R=4、超重力因子β=63.16～252.67、原料流量F=15～50L/h、1.01×10⁵Pa和室温进料下操作,研究了四级超重机在连续精馏过程中的传质性能;并在β=161.71、R=2.5～7及1.01×10⁵Pa操作条件下,考察了间歇精馏过程中不同回流比R对塔顶和塔底乙醇浓度x_d和x_w的影响.结果表明,在连续精馏过程中,理论塔板数N_T随β和F的增大而增加,设备的等板高度HETP为41.12～58.21mm,x_d=93%,x_w=35%;在间歇精馏过程中,x_d随着R的增大先增高后降低,x_w随着R和t的增大而下降,所得产品x_d为92.5%,x_w为1.05%;乙醇分离回收效果良好,回收率为91.28%,单位回收乙醇产品成本为0.644元/L,充分表现出超重力精馏工艺应用于果胶沉淀溶剂的回收再利用的优势.     

加压中温变换炉设计方法研究与开发

本文提出了三段水冷激加压中温变换炉的新型设计方法。该方法是在仅获得B109中温变换催化剂常压本征动力学实验数据的基础上,评价了描述工业颗粒催化剂内传质过程的数学模型,从而建立了描述三段加压中变炉的数学模型,进而成功地完成了加压中变炉的设计工作。经用该数学模型对加压中变炉投产后所获得的操作工况数据进行模拟计算的结果表明:用于模拟变换炉设计的数学模型是适用的。本工作不仅为应用数学模拟法完成工业变换炉设计提供了一个实际例子,而且其成果对缩短工业催化剂动力学研究以及从动力学研究到工业反应器设计、放大的周期具有现实的经济意义和一定的理论意义。     

基于图像畸变校正的车轮踏面区域提取

为了实现踏面缺陷部位面积的精确测量,提出了一种基于图像畸变校正的车轮踏 面区域提取方法。首先采用改进的彩色图像标记分水岭初次分割侧视视角踏面曲面图像,然后 根据踏面曲面图像横向和纵向畸变的不同特点顺次进行平面横纵坐标几何校正并在此过程中完 成踏面区域的二次分割与视角转换,最后得到踏面正视视角矫正图像。实验结果表明,该方法 可以准确分割并校正侧视视角踏面图像,为实现踏面缺陷面积的精确计算打下基础。     

超重力减压间歇精馏的传质性能

以不锈钢波纹丝网为填料,应用超重力减压精馏间歇全回流操作分离乙醇/水共沸物系。考察了进料乙醇质量分数x_f为50%~95%、操作压力P为101.33~11.33kPa和超重力因子β为20.90~130.64时乙醇-水体系的传质性能。实验中设备运行稳定并且单级旋转精馏床传质性能随着超重力因子β的增大先增强后减弱,随着压力P的减小和进料浓度x_f的增加而增强,并在P=11.33kPa时分离高浓度原料时打破共沸点。与相同条件下传统填料塔相比,分离效果明显高于传统塔,且HETP为7.94~14.20mm,仅为传统塔的1/6~1/4,传质性能显著增强。并对能耗进行分析,超重力装置由于自身体积小等优点便于达到所需真空度,能耗降低明显。