基于传热反问题的异步电机参数估计方法研究

用Levenberg-Marquardt方法对异步电机定子绕组与铁心之间绝缘接触层的导热系数以及气隙内的对流换热表面传热系数进行了反问题计算,并对温度场进行了重建。通过对计算结果的分析研究,发现利用传热反问题的方法可以达到对电机内部参数和边界条件定量估计的目的。当测量结果比较准确时,计算结果和真实解非常接近。当测量存在较小误差时,计算结果仍能满足工程需要,两个参数的反问题计算对测量正误差的抗干扰性都很强。当测量误差达到0.2℃时,绝缘层导热系数的计算误差仅为3.36%,对流换热表面传热系数的计算误差也在10%左右。因此,在对异步电机定子绕组与铁心之间的绝缘接触层的导热系数和气隙内对流换热表面传热系数进行反问题计算时,应尽量避免测量负误差的出现。     

基于低频电磁的铁磁管道内壁缺陷重构方法

利用低频电磁的方法对铁磁管道内壁缺陷进行检测及轮廓重构是当前的一个热点问题。然而,低频电磁方法检测到的漏磁信号是周期性变化的,不便于缺陷信息的提取,并且被检测管道的长度、管径和原始壁厚的不同会严重干扰检测结果。因此,本文首先建立了低频磁场下管道内壁缺陷的二维有限元检测模型。其次通过计算漏磁信号与线圈电流比值,消除了漏磁信号的周期性变化给检测带来的不便。然后通过对的预处理,有效减少管道长度、管径和原始壁厚的不同对缺陷轮廓重构结果的影响。最后,基于高斯过程回归算法建立预处理信号与缺陷轮廓的回归模型,实现了缺陷轮廓重构。仿真结果中,针对长度、管径和原始壁厚各异的铁磁管道,所重构轮廓的均方根误差在0.17mm左右,表明该方法能够准确的重构出内壁缺陷轮廓。     

火力发电厂循环水管道内壁牺牲阳极阴极保护设计及施工

以草桥电厂埋地循环水管道内壁阴极保护工程为例,简要介绍了阴极保护的原理,研究了循环水管道内壁牺牲阳极阴极保护的设计和施工方法,包括管道内壁牺牲阳极阴极保护施工所需的机械通风系统的设计和施工方法的研究。阴极保护工程实施结果表明,本研究采用的阴极保护设计和施工方法合理,管道内部通风系统的设计和安装合理有效。     

基于磁力传动式阵列涡流探头的管道缺陷检测

涡流无损检测方法是一种基于电磁感应现象对金属结构进行缺陷检测的有效方法,其具有检测能力强、非接触、扫描速度快等优点。但是,对于长输金属管道结构,当探头位于管道内部时,如何实现探头的扫描是缺陷检测的关键问题。针对这一问题,该文提出并设计一种磁力传动式阵列涡流探头,用于检测长输管道结构的内壁缺陷。该探头由位于管外带永磁体的激励装置和位于管内带永磁体的检出装置组成,是一种分离式结构,两个装置可在磁力作用下同时沿着管道内外移动。在此基础上,通过数值模拟和实验验证了该分离式探头的优点,即与传统的反射式探头相比,管道内壁缺陷的检测信号具有不饱和性。同时,该探头的检出装置设计为阵列结构,能够显著提高管道缺陷检测的灵敏度和效率。最后,将所提出的磁力传动式阵列涡流探头应用于含内壁裂纹铝管的缺陷检测,通过实验验证了这种探头对管道内壁缺陷扫查检测的有效性及优势。     

稳态传热边界温度分布的正则化共轭梯度反演

针对传热学反问题的共轭梯度法存在的主要问题,通过在反演过程目标函数中引入正则化项,建立了一种求解传热学反问题的正则化共轭梯度法反演算法。在求解传热学反问题过程中,采用L曲线法确定正则化因子,并采用共轭梯度法对待反演的传热边界条件进行修正。利用数值仿真试验讨论了二维稳态传热系统边界温度分布的正则化共轭梯度反演问题,并与共轭梯度法反演算法进行了比较。结果表明,所建立的正则化共轭梯度法反演算法能够有效抑制测量误差对反演结果的影响。     

电气设备零件内部三维缺陷的定量红外识别算法研究

对带有缺陷的平板试件的内部传热建立了三维物理和数学模型，研究了不同缺陷尺寸、方位和导热系数时检测表面的红外特征，并根据Levenberg-Marquardt方法提出了通过表面红外测温确定内部缺陷尺寸、方位和导热系数的计算方法；分析了测量误差和缺陷导热系数对计算结果的影响。通过计算分析可以得到结论：三维缺陷的红外特征随缺陷尺寸、方位的变化关系与二维有所不同，不能简单地等同；该方法可以比较精确的确定内部缺陷的尺寸、方位和导热系数，测量误差对计算结果的影响较小；该方法适用于可用有限个参数来描述的各种形状的内部缺陷的检测和识别。     

管道对接焊缝高温状态的超声波探伤

针对管道对接焊缝高温状态超声波探伤中的高温对缺陷定位、定量的影响等问题，通过理论分析和试验提出了一套高温状态超声波探伤工艺，并在中石化集团安庆石、化总厂热电厂主蒸汽母管对接焊缝高温状态检验过程中进行了验证，实践证明，该方法准确可行。     

一种基于边界元离散的导热问题几何边界识别算法

采用基于边界元法和共轭梯度法的反演算法求解二维导热边界识别问题,即几何反问题。正问题采用边界元法求解,反问题的解则在正问题的基础上通过共轭梯度法优化目标函数得到。考虑了未知边界为偏心圆、正弦曲线、椭圆等形状时的识别情况,讨论了初值、测量误差和测量点数等因素对反演解精度的影响。结果表明,该方法能将各种不规则边界识别出来,对初值和测量误差不敏感,测量点数适当减少对反演解精度影响不大,测量点离未知边界越近反演解精度越高。     

管道对汽轮机接口推力和力矩评判方法

介绍了NEMA-SM23之外的一种管道对汽轮机接口推力和力矩的评判方法.总结了该评判方法的基本原则、评判步骤以及优点,并用实例说明,为汽轮机相关管道布置设计时评判管道对汽轮机接口的推力和力矩提供一种可行的依据.     

基于波形翅片扁平管传热性能的直接空冷凝汽器低温冻结规律研究

以火电空冷机组常用的蛇形翅片扁平管为实验件,设计并搭建了风洞实验台,研究蛇形翅片扁平管顺流单元的传热性能,得到顺流单元翅片管空气侧在不同风速下的换热系数和水侧在不同流量下的换热系数,并拟合成Nu随Re变化的无因次关联式。将得到的关联式应用到火电厂实际的运行工况中,得到在不同迎面风速、不同环境温度及不同水流量下管内凝结水温度的变化规律。据此,以实际低温运行直接空冷机组为例,预测出空冷凝汽器顺流单元在不同迎面风速、环境温度和机组负荷下管内凝结水的冻结特性。     

超超临界锅炉水冷壁管传热恶化对横向裂纹影响的有限元分析

为研究不同传热条件下水冷壁管的温度及热应力分布特征,以某1 000 MW超超临界锅炉水冷壁管为对象,建立了水冷壁管的三维有限元模型,分正常传热和传热恶化2种情况进行了计算。计算结果显示,向火侧壁面热负荷、管内传热系数对传热恶化后的温度和热应力有显著影响,在尚未达到屈服前,水冷壁管的热应力与温度基本呈线性关系。传热正常时,水冷壁管鳍片处温度和热应力值大于水冷壁管向火侧顶点相应值,而向火侧顶点发生破坏的可能性较小;在传热恶化时,水冷壁管向火侧顶点的温度和热应力迅速增大,并明显高于水冷壁管鳍片处,传热恶化的反复出现引起的交变应力最终导致水冷壁管横向裂纹的产生。     

超临界锅炉水冷壁的传热恶化研究

探讨了超临界锅炉水冷壁的传热恶化,分析了发生传热恶化的原因,并提出抑制或推迟传热恶化发生的主要策略。     

交错蛇形短翅片对扁平管外传热的强化

在火电机组直接空冷凝汽器中采用空冷技术,可以有效降低富煤缺水地区火力发电对水资源的消耗。通过数值模拟的方法,对锯齿形短翅片应用于火电机组直接空冷凝汽器扁平管空气侧强化传热的可行性进行探讨。研究发现,,采用所提出的扁平管交错蛇形短翅片结构,与传统的连续蛇形翅片相比,在各种迎面风速条件下均能起到强化空气侧传热的效果。随着短翅片交错排数的增加,翅片变短,强化传热的效果更为明显。在n 5时,强化传热综合性能评价准则数(performance evaluation criteria,PEC)可达到1.05~1.09;但随着迎面风速的增加,流动阻力的增加变得更为显著,强化传热的效果受到抑制。利用实际数据对模型的有效性进行验证,并对计算域网格数进行校验,结果表明所得结论具有一定的可靠性。     

管壳式换热器壳侧流动与传热的实验研究

对不同壳程结构的管壳式热交换器壳侧流动的流型、流阻及其传热特性进行了系统的实验研究。实验表明 ,直挡流板的壳侧流道由于存在滞留区 ,流阻高且不利于换热 ,螺旋板的壳侧流道的Nu比直挡流板高 4 9.4 % ,而具有螺旋板和多孔介质组合的壳侧流道的对流换热系数比直挡流板高 79.5%。同时得到了最佳螺旋角为 4 0°,多孔介质的最佳孔隙率为 0 .985。图 9参 6     

基于双倒易边界元法的非稳态导热几何边界识别

采用基于双倒易边界元法和共轭梯度法的反演算法求解二维非稳态导热边界识别问题。正问题采用双倒易边界元法求解,该法避免了传统边界元法需进行区域积分的缺点,仅需纯边界积分计算。反问题的解在正问题的基础上通过共轭梯度法最小化目标函数得到。考虑了管道和空腔未知边界为正弦曲线、偏心圆、椭圆等形状时的识别情况,讨论了初值、测量误差和加热热流大小等因素对反演解精度的影响。结果表明,该方法能将各种不规则边界识别出来,对初值和测量误差不敏感,加热热流增大时反演解精度有所提高。     

旋流流化床密相区埋管传热的冷态试验研究

在自建的旋流流化床冷态实验台上，采用基于微型热流密度感应薄膜制成的传热探针，测量了旋流流化床中埋管与床料的传热系数，研究流化风速、颗粒粒径、探针位置和密相区二次风射流等因素对埋管传热系数的影响。结果表明：当流化风速超过最小流化风速，传热系数随流化风速的提高迅速增加，并且会达到最大值，然后会稍有下降；传热系数沿探针的周向是变化的，背风面的传热系数总体上比迎风面的大；垂直于旋流方向布置探针的纵向传热系数高于平行旋流方向布置的横向传热系数，合理的颗粒级配和二次风射流有利于旋流的形成和传热效果的增强。     

二维瞬态非线性热传导反问题的混合多宗量反演新方法

热传导反问题在航空航天、核电工程、石油化工等领域有着广泛的研究。其求解算法可分为2大类,梯度法与随机法,梯度法则具有收敛速度快,计算效率高等优点,更加适合于工程应用。但是其灵敏度矩阵的准确确定至关重要。将复变量求导法引入求解二维瞬态非线性热传导问题的ABAQUS有限元软件中,并通过ABAQUS用户子程序(user element subroutine,UEL)将复变量有限元法实数化,进而利用ABAQUS求解器求解所需的灵敏度矩阵,然后采用梯度法对热传导反问题进行求解。最后给出算例证明了该方法在求解二维热传导反问题的有效性、精度与效率等性能。     

低质量流速优化内螺纹管的传热特性试验研究

在亚临界、近临界及超临界压力区,对600MW超临界W火焰锅炉水冷壁中垂直上升低质量流速优化内螺纹管的传热特性进行了试验研究,得到了不同运行工况下内螺纹管的壁温分布,分析了压力、外壁热流密度、质量流速对传热特性的影响。结果表明：低质量流速优化内螺纹管具有良好的传热特性,能够有效避免膜态沸腾;在亚临界压力区,压力与热流密度的增大以及质量流速的减小,均会导致干涸提前发生和干涸后的壁温飞升值增大。与亚临界压力区相比,内螺纹管在近临界压力区的传热特性变差,随着压力的增大,管壁温度显著升高,发生传热恶化时的临界干度减小。在超临界压力区,内螺纹管在拟临界点附近出现了传热强化;压力越接近临界压力,传热强化越明显;压力与热流密度的增大以及质量流速的减小均会导致壁温增大。