固体物料水力管道最佳输送流速的确定

固体物料的管道运输,其输送速度是个值得深入研究和试验的　问题,不仅关系到运输成本,而且直接影响到管道的使用期限和管道运输有无竞争力。根据 蔡保元教授提出的固液两相流两个速度场的观点,从水力损失和磨蚀的不同角度进行优化, 确定最佳输送速度,并通过工程进行验证。     

深海矿石输送设备输送特性研究

为研究深海矿石输送设备输送特性,运用计算流体力学理论和Fluent软件对设备内固液两相流进行三维仿真,研究喷射速度、泵水速度、喷射高度和颗粒粒径对出料质量流量和出口处颗粒平均速度的影响规律。研究结果表明:随喷射速度的增加,出料质量流量先增大后减小,存在最佳喷射速度,出口处矿石平均速度基本呈线性增加;随泵水速度增加,出口处矿石颗粒平均速度大致呈直线上升,出料质量流量变化不大;随喷射高度增加,出料质量流量先上升后下降,在喷射高度为500 mm时最大,而出口处矿石平均速度基本不受影响;随颗粒粒径的增大,出料质量流量先急剧增大,当粒径超过15 mm时缓慢上升,最后缓慢下降,出口处颗粒平均速度基本不受粒径的影响。     

物料管道输送的减阻问题

为了提高输送效率和节约能源，使用振动减阻的方法来实现物料的输送减阻，尾砂试验表明，振动减阻是切实可行的，而浆体的浓度和输送速度是两个关键性因素，通过应力液的反射与透射分析，认为应力波在管道垂直方向上传播时逐渐衰减，迫使下层颗粒向上作微波移动，降低了浆体的粘性阻力损失，管道振动对层流附面层有较大影响，使边壁浆体的速度梯度减小，并导致边壁剪切应的降低。同时，使附面层的厚度加大，中性稳定雷诺数增加，阻止流态的转捩。应力波的作用以及附面层的改变，最终导致输送阻力的降低。     

浆体管道的阻力特性及其影响因素分析

探讨了浆体管道阻力特性的变化规律及损失机理，并就其主要影响因素，如物料特性、浆体特性和管道特性等进行了分析，从而为浆体管道的工程设计提供合理的依据。     

水力机械浑水试验中的浓度和水头问题

首先确立了两个不同的浓度概念，指出了它们的区别及联系，进而利用其确定了测算固液两相流两个断面平均速度的方法，并就水头的测量及计算进行了论证及分析。     

气固两相管道输送分支流动阻力特性的研究

在水平T型分支管道中用压缩宅气对平均粒径为0．5mm砂石进行了气力输送试验,对气固两相分支管道输送的阻力性能进行了研究。试验结果表明,在发送压力基本保持不变的情况下,当输送气速下降时各分支管的单位长度压差在开始时逐渐减小;但当气速下降到一定程度后,单位长度压差下降趋势减缓,其中局部阻力相对较大的分支管路则开始增大。当分支管流量控制阀开度差值由小变大时,两分支管各自的压差曲线逐渐远离,局部阻力较大的分支管路的临界速度增大。     

基于虚拟仪器技术的粘稠物料管道输送数据采集系统

利用虚拟仪器技术强大、灵活、方便等特点,搭建了一套“粘稠物料管道输送采集系统”的实验平台。本文详细地介绍了构成实验平台的软件系统和硬件系统,并进行了测试实验。     

精矿浆体管道输送流量检测研究

针对精矿浆体管道输送流量难以准确检测的问题,在浆体管道输送试验基地进行输运试验与研究。分析精矿流体特性与浆体浓度变化及气泡等对电磁流量计检测流量的影响。设计一种基于多传感器信息融合的流量检测系统,给出其检测系统结构框图。提取流体状态的特征量:差压波动系数、流量波动系数、浆体密度等,并研究其与流量的相关性。将精矿浆体管道输送过程划分为5个阶段,根据特征量识别所获数据所处阶段。采用分层产生式规则的专家系统对每个阶段检测的流量进行真伪辨别和融合修正处理。给出了带浆停泵再启动与多泵串联批量输送铁精矿浆体的流量试验曲线,说明系统能在各种工况下准确地检测输送流量。     

封闭管道内散装固体物料流截面相浓度测量方法研究

为了解决圆形封闭管道内散装固体物料流截面相浓度的实时测量问题，提出了一种新型有源栅极式截面相浓度检测方法，它可以有效地减少“位置效应”和“空间滤波效应”给测量精度和实时性带来的影响。设计研制了环形栅极式电容传感器及其变送电路。有限元数值分析及模拟各种流型的试验研究表明：采用这种栅极探头可使检测截面的电容灵敏度变分参数SVP显著减少，流型变化对测量精度的影响较小。该方法是一种较理想的圆形封闭管道内气固两相流相浓度检测方法。     

交联聚乙烯PE-X管道水力损失的研究

在对交联聚乙烯（PE-X）管水力损失进行实验室测定研究的基础上，得出了管配件水力损失的等效长度，提出了局部水头损失的计算方法，分析了交联聚乙烯（PE-X）管的设计管路图式，提出了局部水力损失占沿程损失的比例。     

Bootstrap分析在管道泄漏状态库构造中的应用

管道泄漏诊断中泄漏状态特征库是十分重要而必需研究解决的问题。采用Bootstrap方法，通过在小样本情况下建立管道泄漏状态特征库，解决了管道泄漏诊断中无法采集到大量泄漏故障样本来建立状态特征库的难题。并把假设检验理论和模糊分类算法结合起来，设计一种Bootstrap波形筛选器，对所产生的统计模拟样本进行筛选。室内实验表明，Bootstrap筛选器能较好地选择泄漏特征波形，同时所构造的管道泄漏状态库提高了泄漏负压波状态特征的辨识能力。实践证明，该方法在管道泄漏诊断中是简单实用和可行的。     

NUMERICAL SIMULATION FOR AIR AND AIR-PM FLOW IN WALL FLOW DIESEL PARTICULATE FILTERS

Numerical simulations are performed both for the single airflow and air-PM two-phase flow in wall flow diesel particulate filters (DPF) for the first time. The calculation domain is divided into two regions. In the inlet and outlet flow channels, the simulations are performed for the steady and laminar flow; In the porous filtration walls, the calculation model for flow in porous media is used. The Lagrange two-phase flow model is used to calculate the air-PM flow in DPF, for the dispersed phase (PM), its flow tracks are obtained by the integrating of the Lagrange kinetic equation. The calculated velocity, pressure distribution and PM flow tracks in DPF are obtained, which exhibits the main flow characteristics in wall flow DPF and will be help for the optimal design and performance prediction of wall flow DPF.     

金属材料疲劳损伤的电阻研究法

研究三种金属材料的电阻与疲劳伤之间的关系，通过理论分析，得到了电阻与循环粢九的理论关系式，通过实验验证，发现理论计算结果在本实验条件下与实验结果条件很好，说明电阻可以作为研究金属材料疲劳损伤的有效物理参量。     

润滑脂管道流动阻力的测试研究

分析了存在壁滑移时的流动阻力测试原理,对测试系统和阻力计算进行了研究。为了测试润滑脂的阻力特性,去除壁滑移流动的影响,根据Mooney方法建立了扣除壁滑移后适应任一管径的流动方程;润滑脂的粘弹性、触变性等其他因素会使流动曲线不重合,研制了管流流变仪测试系统,并制定了合理的试验方法,达到使这些因素的影响降到最低和分离壁滑移流动的试验效果。通过试验验证了所建立的适应任一管径的流动方程,求解了流动方程的阻力近似解,并通过三维优化计算降低了近似解与精确解的偏差。润滑脂流动阻力的测试研究,为集中润滑系统的管路输送提供了理论和试验依据。     

基于电极位移信号特征分析的电阻点焊质量监测

提出一种基于点焊过程信息采集和处理的焊点质量在线监测方法。通过对电极位移、动态电阻信号的实时采集和分析,利用电阻信号动态特征刻画熔核形成的不同阶段,从同步位移信号中提取12个与焊点质量相关的动态特征参量。通过对提取的特征参量与作为焊点质量评价指标的抗剪强度之间的相关性分析,选取相关性显著的特征参量作为输入和抗剪强度为输出,建立线性回归、非线性回归及径向基函数神经网络焊点质量监测模型。监测模型的有效性检验结果表明,建立的三种监测模型都可实现对焊点质量的在线监测。径向基函数神经网络模型的监测准确率高于其他两种模型,其平均验证误差为2.28%,最大验证误差低于10%。     

铝合金电阻点焊中电极点蚀对焊接质量的影响

采用有限元和物理模拟方法,考察了铝合金AA5182电阻点焊过程中电极点蚀对焊接质量的影响。结果表明:当电极尖端点蚀面积增加时,电极与试件界面上的实际接触面积基本不变,而试件与试件界面上的接触面积显著增加,电流密度大大减小,形成熔核的厚度和直径都减小。物理模拟试验所得熔核的形状和尺寸与有限元法预测结果符合很好。物理模拟和数值模拟都表明,点蚀孔直径为5.0mm时,只能形成厚度十分有限的环状熔核。研究揭示:电极尖端点蚀导致被连接试件之间的接触面积增大是其影响焊接质量的主要原因之一。     

难加工材料高速切削过程中切削力的非线性特征规律析因研究

综合应用析因试验设计与拉丁超立方抽样试验设计,对难加工材料马氏体不锈钢进行了高速铣削试验。在分析其切削力的非线性特征规律基础上,建立了高速切削难加工材料工艺中切削力与背吃刀量、每齿进给量和切削速度之间的非线性数学模型。试验结果表明,高速切削难加工材料时,背吃刀量和每齿进给量之间的交互作用对切削力有显著影响;切削力与切削用量间确实存在非线性特征规律;切削用量对切削力的影响效应随切削用量的变化而发生改变。     

煤粉浓缩器内气固两相流动特性的数值模拟

利用气固两相计算模型(IPSA模型),对水平浓淡煤粉燃烧器关键部件——百叶窗煤粉浓缩器内部压力、速度、浓度场进行了数值模拟,得出了浓缩器内气固两相流动规律,进一步分析了浓缩器的煤粉浓缩机理。计算结果表明,在浓缩器叶片上部出现高煤粉浓度的带状结构,并且在浓侧出口中心位置的煤粉浓缩带内,形成局部的煤粉高浓度区域,这是百叶窗式煤粉浓缩器的主要特点,与试验研究中观察到的气固两相流动现象一致。同时在不同分流挡板开度k下对煤粉浓缩器内部流动进行了数值模拟,得到了浓缩器性能参数,给出其变化趋势,与试验结果对比吻合较好。     

电站冷凝器壳侧气液两相流动和传热的数值研究

建立了电站冷凝器壳侧气液两相流动和传热的两流体数值模型，基于分布阻力方法建立气液两相的控制方程组，对Ｎ１１２２０—１型冷凝器进行了数值分析，计算表明液相对该冷凝器总体性能的影响不显著。计算结果与试验数据和单相模型的结果进行了比较，两流体模型计算的相对热流密度与试验值吻合良好，精度比单相模型有所改进。     

激光制造中载气式同轴送粉粉末流场的数值模拟

应用气固两相流理论对载气式同轴送粉系统中粉末流出送粉喷嘴后的粉末流场进行模拟计算,研究分析粉末流场浓度分布规律及粉末流参数(聚焦焦距和聚焦半径)的变化规律,计算结果与数字粒子图像测速的试验结果吻合较好.结果表明,载气式同轴送粉系统中,送粉喷嘴结构参数一定时,粉末流浓度和粉末流参数受送粉量及送粉气流量的影响.送粉气流量主要影响送粉喷嘴出粉口处粉末流的速度,对粉末流浓度分布和粉末流聚焦参数影响较小;送粉量增加,聚焦点处浓度值增大,粉流聚焦焦点略微下移,焦距处半径增大,聚焦焦深减小.建立粉末流简化物理模型,所建模型对同轴送粉喷嘴的设计和性能优化具有参考价值.