地沟油均相催化制取生物柴油的优化工艺

以废油炸油为原料,应用响应面法（Response Surface Methodology,RSM）优化均相碱催化制取生物柴油的工艺条件。分析醇油摩尔比、碱性催化剂（NaOH）含量和反应温度对生物柴油产率的影响。实验结果表明当醇油比7.32∶1,反应温度54.41℃,催化剂含量为0.88%时,生物柴油的产率最高为90.46%,与模型预测结果基本吻合。所得到的生物柴油经GC-MS分析,主要含碳个数为16～20,热值为41.82 MJ/kg,与轻柴油相近。     

高精度功耗测量仪的设计

讨论了功耗测量的方法,提出了一种利用流体冷却设备的同时,测量相应功耗的功耗测量仪的结构设计、电路设计及相关的软件开发,分析了其基本工作原理、管路的损耗计算、传感器的安装位置的确定计算、热容比和流体密度对温度的变化的计算,以及相关的控制器的设计,信号调理以及标准4～20mA功耗信号的输出电路。     

调合生物柴油燃烧及颗粒物组分的试验研究

为深入研究不同比例调合生物柴油对发动机燃烧特性及颗粒物组分的影响,在一台单缸四冲程发动机上进行了调合生物柴油燃烧及颗粒物排放的试验研究。利用燃烧分析仪研究调合生物柴油对发动机燃烧过程的影响,利用热重分析仪(TGA)、气相色谱/质谱联用仪(GC-MS)研究调合生物柴油对颗粒物热重特性、挥发性有机物(VOCs)质量分数及有机可溶成分(SOF)和多环芳香烃(PAHs)组分的影响规律。研究表明:随着生物柴油掺混比的增加,发动机最高爆发压力及压力升高率峰值增加,压力曲线前移,预混放热率峰值随生物柴油掺混比增加而减小。与B0相比,燃用B20调合生物柴油,最高爆发压力增加了5.59%,对应的曲轴转角提前了3°CA。燃用调合生物柴油后VOCs及SOF组分略有增加,燃用B0、B5、B10及B20后颗粒物中VOCs组分的质量分数分别为12.28%、15.09%、23.06%和26.94%,SOF组分的质量分数分别为29.32%、32.08%、34.26%和35.67%,燃用B20后排放颗粒物中总PAHs降低了10.26%。     

基于CFD的压裂施工中定压节流器结构优化

为了减轻压裂过程中流体对定压节流器和外面套管的损坏,利用流体动力学分析软件FLUENT中的标准k-ε模型,对节流器附近流场和压力分布进行数值模拟分析,进而对套管内封隔器分段压裂工艺中定压节流器的入口形状和出口形状进行优化。计算结果表明,该模型中的节流器空腔内壁存在冲蚀破坏,这主要是由于节流器入口附近有旋流场存在;节流器入口采用流线形过渡形状,可以减弱入口处的旋流场;近似流线形的节流器出口形状能保证在较高的节流器底部压力的条件下,降低工具内壁的动压力,在射流处起到整流作用的同时,降低湍流强度,有利于减弱工具内壁所受冲蚀;组合使用入口过渡形状和流线形出口结构能有效减弱压裂过程中流体对压裂工具的冲蚀破坏。     

改善生物柴油雾化质量的试验研究

采用马尔文激光粒度分析仪,在相同喷射压力和喷孔直径下分别对柴油和生物柴油进行了对比试验研究,并且在不同喷射压力和喷孔直径下对生物柴油雾化质量的改善方法进行了试验分析。结果表明:生物柴油的雾化质量比柴油差,在提高喷射压力和减小喷孔直径的条件下可以改善生物柴油的雾化质量,使之接近柴油,并且提高喷射压力比减小喷孔直径效果更为明显。     

《机械工程学报》英文版1998年第3期目次、摘要预告

——建立了铁磁性流体自密封润滑滑动轴承静动特性的计算模型。用差分法对轴承的油膜压力方程、温度方程以及轴瓦导热方程进行了联立求解。计算和分析了该型轴承在不同偏心率和不同长径比工况下的静动特性。结果表明,在小偏心率和小长径比条件下,采用该型轴承是可行的轴承油膜温度比有端泄轴承的相应值高,轴承转速是影响油膜温度的主要因素。设计更加有效合理的密封形式并制作磁性更强的铁磁性流体是这种轴承发展和广泛应用的关键。     

考虑热效应影响的液黏调速离合器流体剪切转矩预测研究

为了更准确地对液黏调速离合器流体剪切转矩进行预测,以液黏调速离合器摩擦副间的流体为研究对象,建立了考虑热效应影响的三维CFD模型,并考虑了黏温特性的影响,应用计算流体力学软件CFD ACE+对流场进行求解,得到了摩擦副间流体的压力和温度分布以及流体剪切转矩的数值解;通过实验研究对比分析了不同转速和油膜厚度下的流体剪切转矩。结果表明：影响温度分布的主要因素是流体剪切线速度;热效应对摩擦副间流体的压力分布有较小的影响;由于流体温度对黏度的影响,流体剪切转矩随着转速差的增加而缓慢增大。因此,通过与实验数据对比分析,考虑热效应影响的三维CFD模型能够更为准确地对转矩进行预测。     

真空管道高速列车气动特性分析

为研究低压环境下真空管道高速列车的气动特性,建立低压环境下真空管道高速列车空气动力学计算的流体模型、数学模型和数值模型,研究管道压力(1.01×103～1.01×104 Pa)、阻塞比(0.2～0.7)和列车速度(600～1 000 km/h)对真空管道高速列车的阻力系数、气动阻力和气动热效应的影响。计算结果表明,在低压(1.01×103～1.01×104 Pa)环境下,真空管道中的空气流动可以采用连续介质模型描述,真空管道高速列车的绕流流场采用三维可压缩Navier-Stokes方程描述。高速列车的摩擦阻力系数远小于压差阻力系数,压差阻力系数和气动阻力系数基本上与管道压力和列车速度无关,而主要依赖于阻塞比。高速列车的气动阻力与管道压力近似呈线性关系,与列车速度近似成平方关系,且随着阻塞比的增加而增大。列车表面的最大温度基本上与管道压力无关,而主要由列车速度和阻塞比决定。     

初始进气条件对生物柴油发动机NO_x排放影响的数值模拟

丁酸甲酯具有甲酯类物质最基本的化学结构,可以有效模拟生物柴油的氧化特性。采用丁酸甲酯代替生物柴油,模拟了生物柴油的HCCI燃烧,考察了进气温度和初始压力对生物柴油燃烧过程和NOx排放的影响。结果表明:进气温度升高,丁酸甲酯滞燃期变短,着火时刻提前,温度峰值升高,高温驻留时间增长,导致NOx排放增大。进气压力升高,着火时刻提前;压力峰值增大,温度峰值变化较小,NOx排放增加幅度较小。与进气压力相比,进气温度对NOx的影响较大。     

理想气体热机循环热效率的一种测量方法

理想气体定压热力过程的温度与比熵的函数关系式为 T=e^（（s＋s0）/cp ）,本文探讨理想气体不同压力的定压热力过程其温度与比熵函数关系式之间的关系,并利用这一关系提出一种测量理想气体热机循环热效率的的方法。     

生物柴油喷油器变参数研究

应用三维CFD软件FIRE,修正了柴油机燃烧生物柴油的喷油器的喷雾模型,模拟了生物柴油的燃烧过程,探讨了喷雾锥角、喷孔直径和喷油提前角对燃烧生物柴油的气缸压力和放热规律的影响。结果表明:喷雾锥角增加,喷孔直径减小,喷油提前角增大,气缸内最大压力升高率增加;随喷雾锥角、喷孔直径和喷油提前角的增大,燃烧放热的峰值降低。计算结果对燃用生物柴油的柴油机的喷油器的试验和分析提供了依据。     

添加乙醚和乙醇对发动机燃用生物柴油-柴油混合燃料燃烧性能的影响

<正>该实验研究的目的是评估使用乙醚和乙醇作为生物柴油-柴油混合燃料的添加剂时,对直喷式柴油发动机燃烧特性的影响。测试燃料分别表示为B30(体积分数为30%的生物柴油和70%的柴油),BE-1(体积分数为5%乙醚,25%的生物柴油和70%的柴油)和BE-2(体积分数为5%乙醇,25%的生物柴油和70%的柴油)。结果表明,在发动机小负荷时,BE-1的峰值燃烧压力,峰值压力升高率     

某型增压柴油机排气系统的仿真研究

排气系统设计是否合理对柴油机的性能有着重要影响,为了探求某型增压柴油机采用不同排气系统的优越性,本文以内燃机性能仿真软件GT-Power为平台,建立了工作过程仿真模型,利用试验数据验证了模型的可靠性。柴油机采用脉冲增压系统,针对定压增压系统和MPC增压系统对原机的排气系统进行了重新设计,建立了定压增压系统和MPC增压系统的柴油机模型,并分别对其进行了稳态工作过程计算,着重分析研究了采用不同排气系统对该柴油机性能的影响,为该柴油机排气系统的改进提供了参考依据。     

斜截椭圆柱式涡流发生器强化传热的大涡模拟

对流体在放置斜截椭圆柱式涡流发生器矩形槽道内的流动与传热特性进行大涡模拟,得出流场中速度、温度与压力参数的瞬态变化特性,再现温度场、压力场及诱导旋涡的变化过程,并对流动结构及涡流发生器强化传热的机理进行分析。为验证大涡模拟计算结果的准确性,在相同条件下对未布置涡流发生器的空槽道分别采用湍流模型和大涡模拟进行对比计算,两者的计算结果符合较好。计算结果表明：流场中布置的涡流发生器可以诱导漩涡,而由其所诱导的流向涡对强化传热起主要作用。与相同条件下未布置涡流发生器的情况相比,局部对流换热系数可提高64%～105%,平均对流换热系数则可提高17%～36%;涡流发生器附近位置的对流换热系数提高幅度最大,传热面附近流体的流动状况及流动结构与传热密切相关。     

柴油掺烧生物柴油在高速电控共轨柴油机的性能与排放研究

以玉柴4D20柴油机为试验机型,在柴油中掺入10%、20%和30%体积比的大豆生物柴油配置成混合燃料,进行台架试验,测量并分析性能与排放试验数据。试验表明,燃用生物柴油混合燃料动力性稍微有点下降,燃油消耗率增加;排放方面可以大幅度降低碳烟的排放,但是NOx稍微增加。     

极压条件下水基纳米液压液抗磨减摩特性

采用分子模拟方法,研究不同压力、剪切速度、纳米颗粒浓度、温度条件下水基纳米液压液在动力学模型中的流动特性、承载能力和抗磨减摩特性。结果表明:纳米流体承载能力随纳米颗粒浓度的增加而增大;随着负载的增加,基础流体和纳米流体均会发生固化现象,但是纳米流体的过渡压力大于基础流体;壁面间摩擦力在一定范围内会随着纳米颗粒浓度的增大而减小,但过大的纳米颗粒浓度将导致摩擦加剧;纳米流体温度过高将导致壁面间摩擦力急剧升高;水基纳米液压液抗磨减摩机理主要在于纳米颗粒将滑动摩擦转化为滚动摩擦。     

过热区R22热力性质及传输特性的快速计算模型

提出了R22在过热区热物理性质统一的显式计算模型,该模型为显式形式,不存在迭代,既可以保证计算模型的高速性和稳定性,又可以达到较满意的精度;同时所有热物性的计算模型形式统一性也便于系统编程和仿真调用.以REFPROP7的数据作为数据源,对制冷剂R22的热物性在过热区(饱和线上温度165.4～369.3K,过热温度150K)的数据范围内进行了拟合;并将该快速计算模型与REFPROP7数据源进行对比.对比结果表明,所有快速计算模型的总平均偏差小于0.0769%,最大偏差小于2.087%;速度比REFPROP7的计算速度提高了2～4个数量级.     

EFPT-过程控制系统装置的应用与开发

过程控制对象EFPT是一个模拟工业现场小型工厂的微型锅炉加热、给排水系统,具有真实可靠性和直观性.基于过程控制原理,使用MCGS组态软件,可设计并实现液位、流量、压力、温度四大热工参数控制系列实验(含简单与复杂调节系统),适用于多种工程整定方法,获得可靠数据和数学模型.该装置投运性能好,算法简单,计算量小,实时性强,尤其适用于科研及教学.     

基于第一性原理的高压下TiAl结构、力学性能及热力学性质研究

采用第一性原理计算方法,研究了压力与温度对TiAl合金结构、力学性能与热力学性质的影响.结果显示,随着外加压力的增加,TiAl体积比降低. 计算了不同压力下TiAl的弹性常数Cij , 所有Cij均力学稳定性判据, 表明不同压力下的模拟结果均满足力学稳定性条件. 通过弹性常数, 计算了体模量与剪切模量, 发现在0 Gpa下的计算值与文献值相吻合,表明计算的准确性. 体模量与剪切模量可以用来反映材料抵抗变形能力, 随着压力的增加, 其数值增加, 表明材料抵抗变形能力得到提升. 由B/G发现, 当压力在10-20 Gpa之间时, TiAl由脆性材料转变为延性材料. 借助准谐德拜模型, 研究了当温度在0-1 000 K、 压力在0-50 Gpa下压力与温度对TiAl体模量、 德拜温度、 线膨胀系数以及热容的影响, 这有助于研究温度与压力对热力学参数的影响. 最后, 研究了不同压力下TiAl的电子结构, 随着压力的增加, 材料的态密度强度降低, Ti原子成键相互作用减弱, Al原子成键相互作用增强, 材料的延性得到提升.     

水铰链压力损失的有限元分析与测试验证

压力损失是水铰链的重要技术指标之一,文中通过建立水铰链流体通道的压力损失数值模型,应用FLUENT工具进行有限元分析,得出计算结果,并通过压力损失测试系统实测出压力损失数据。两者的比较结果验证了数值模型的准确性。该模型的建立为进一步降低水铰链流体通道的压力损失提供了数值模拟方法,对水铰链研究及改进具有指导意义。