Effect of heat transfer through the release pipe on simulations of cryogenic hydrogen jet fires and hazard distances

Jet flames originated by cryo-compressed ignited hydrogen releases can cause life-threatening conditions in their surroundings. Validated models are needed to accurately predict thermal hazards from a jet fire. Numerical simulations of cryogenic hydrogen flow in the release pipe are performed to assess the effect of heat transfer through the pipe walls on jet parameters. Notional nozzle exit diameter is calculated based on the simulated real nozzle parameters and used in CFD simulations as a boundary condition to model jet fires. The CFD model was previously validated against experiments with vertical cryogenic hydrogen jet fires with release pressures up to 0.5 MPa (abs), release diameter 1.25 mm and temperatures as low as 50 K. This study validates the CFD model in a wider domain of experimental release conditions - horizontal cryogenic jets at exhaust pipe temperature 80 K, pressure up to 2 MPa ab and release diameters up to 4 mm. Simulation results are compared against such experimentally measured parameters as hydrogen mass flow rate, flame length and radiative heat flux at different locations from the jet fire. The CFD model reproduces experiments with reasonable for engineering applications accuracy. Jet fire hazard distances established using three different criteria - temperature, thermal radiation and thermal dose - are compared and discussed based on CFD simulation results.     

储能水管-冲击式水轮机发电系统设计及发电效益分析

为充分利用高层建筑物内部的水能包括生活污水及高层建筑物顶楼雨水,可将其转化为电能。由此设计的储能水管-冲击式水轮机装置即通过冲击式水轮机和发电机将高层建筑物内部储存的生活污水及雨水的势能转变为可供使用的电能,并通过建立单户用水模拟模型,设置储能水管对30、100层建筑进行发电模拟。模拟结果表明,储能水管-冲击式水轮机发电具有很好的发电效益和节能减排社会效益,获得了日发电过程中冲击式水轮机的水头变换和启停特性,为该系统中冲击式水轮机的个性设计提供了依据。     

PA6B柴油机进排气阀断裂原因分析

针对PA6B柴油机进排气阀断裂故障,根据现场勘验情况并结合该柴油机当时的热工参数,建立相应的故障树;对制造质量、装配质量、配气定时、异物进入、热工参数等因素进行逐一排查。结果表明:导致PA6B柴油机进排气阀断裂的原因为喷油器制造质量存在问题。     

浅析火力发电厂汽水系统中内径管与外径管的设计选择

按照管道加工工艺的不同,管道可分为内径控制管和外径控制管。通过热轧工艺生产的外径控制无缝钢管,可满足火力发电厂汽水系统中绝大部分管道的使用要求。对于超(超)临界机组的主蒸汽和高温再热蒸汽管道采用的P91/P92材质的大口径厚壁无缝钢管,由于对材料性能和加工工艺有特殊要求,因此宜采用内径控制管。     

管状带式输送机在线纠扭托辊的研究与应用

管状带式输送机是一种新型环保的散状物料连续输送设备,在运行过程中受各种因素影响,头、尾过渡段经常会跑偏,管状段经常会扭转,常规停机调偏纠扭方法已不能胜任复杂路线长距离管带机稳定运行的要求。为适应市场发展趋势,设计人员分析了管带机扭转原因,结合纠扭基本原理及常规纠扭方法,新开发出一种在线(不停机)纠扭托辊并投入项目应用。     

基于CAN总线的多通道开度阀控制系统的设计

针对现有电动阀门控制系统可嵌入性差的问题，设计了一种基于CAN总线的网络化、多通道、开度型阀门嵌入式控制系统。其中，上位机主要用于下达各阀门开度等控制指令并同时监测其工作状态，而下位机采用双MCU架构，主MCU用于控制各阀门的开度大小，从MCU负责采集开度反馈电流以实现闭环控制。下位机采用了模糊PID算法进行控制参数的动态整定，可满足阀门在不同工况下的控制精度要求，并通过OLED屏显示各通道阀门的实际开度值。实验表明,该控制系统运行稳定，能实现对多通道开度阀的精准控制，控制精度在0.6%以内，并支持远程上位机控制和现地控制等多种工作模式。     

[成形过程仿真优化与集成计算材料工程]限定加热管布局的快速热循环注塑成形模具电加热系统优化

针对管道布局、最大允许能耗给定条件下快速热循环注塑成形（RHCM）注塑模具型腔表面快速均匀加热的问题，提出以单根加热棒热流密度为设计变量，以模具型腔表面升温效率和温度分布均匀性为目标，结合有限元模拟、响应面设计以及多目标粒子群优化技术来优化RHCM模具电加热系统。与优化前相比，加热系统优化后，模具型腔表面最大温差降低63.4%，加热系统总能耗降低9%。对比了不同注塑成形工艺条件下成形的平板塑件表面质量，结果表明，相对传统注塑成形（CIM）工艺，RHCM工艺将制品表面粗糙度Ra从320 nm降低到118 nm，并有效抑制了制品表面熔接痕、缩痕等缺陷；发现制品表面粗糙度与型腔表面对应点温度成负相关，说明优化后的型腔表面温度分布更有利于提升制品表面质量。     

基于极点配置的推力矢量伺服系统控制策略研究

针对推力矢量伺服系统提出了一种采用状态反馈对系统极点进行配置的方法,同时采用该方法设计了Luenberger状态观测器,在此基础上实现了伺服系统的稳态控制。通过仿真和实验表明,采用该方法设计的推力矢量伺服系统的性能优于基于输出反馈的PI-陷波滤波控制的系统性能。     

泵站压力管道振动特性分析及减振优化设计

为探究泵站压力管道的不同布置形式对管道振动的影响,选取宁夏盐环定泵站工程二泵站#1压力管道为研究对象,建立基于流固耦合的泵站压力管道水流ALGOR数值模型,并采用DASP振动测试系统获取振动信号对模拟结果进行验证,分析压力管道水流流态对管道振动的激励特征并提出优化设计方案。结果表明,压力管道进水管处、支管总管相接处及总出水管处均有强烈的振动,但进水管的振动较出水总管振动更为强烈;减振优化设计方案中,调整支管距离对降低水流对管道振动的激励效果微弱,增大管径及改变总管走向对其效果较好,其中总管走向在2°～5°之间较佳,不仅能降低管道振动,而且能减少泵站能耗损失。研究结果可为高扬程泵站压力管道的优化设计提供理论依据。     

双层毛细芯对环路热管传热性能的实验分析

环路热管作为一种高效的相变传热装置,其性能与位于蒸发器和储液槽之间的毛细芯结构密切相关。为了更深入研究双层毛细芯对环路热管传热性能的影响,利用不同颗粒直径铜粉制备双层毛细芯,在毛细芯总厚度为5 mm的条件下,通过调整大粒径和小粒径层的相对厚度来改变毛细芯厚度比,对平板型蒸发器环路热管启动和变工况运行进行实验测试。实验结果表明:在同一工况下,不同厚度比的双层毛细芯启动特性存在显著差异,启动过程中出现小粒径层蒸发效率低引起的温度过冲和环路热管中气液两相流变化导致的温度振荡;同时存在一个较优的双铜层毛细芯厚度比,大粒径(180～280μm)铜层厚度为3 mm可提高蒸发效率,小粒径(56～71μm)铜层厚度为2 mm可提供足够毛细抽吸力保证环路热管稳定运行。搭载该厚度毛细芯的环路热管不仅启动速度快(125 s),而且总热阻和蒸发器壁面温度均最低,最大加热功率达到120 W(21.10 W/cm~2),对应热阻为0.17 K/W。