基于临界平面法的发动机机体疲劳寿命预测研究

基于临界平面法计算分析了发动机机体疲劳破坏薄弱位置、疲劳极限和疲劳寿命曲线,并进行了试验验证。结果表明:基于临界平面法进行有限元分析得出的疲劳危险点与疲劳试验试件破坏断裂部位一致;计算得到机体疲劳极限载荷值与试验样本母体均值的相对误差小于10%;计算得到的疲劳寿命与试验疲劳寿命落在3倍误差带以内。在计算模型的边界条件、载荷选取与试验工况一致的前提下,采用临界平面法能准确预测发动机机体疲劳寿命。     

基于蒙特卡洛法的透平轮盘寿命计算及可靠性分析

为了对燃气轮机透平轮盘的概率疲劳寿命和可靠性分析展开充分研究,针对透平轮盘材料13Cr10MoW1VNbN开展了低周疲劳试验并进行结果分析及误差优化,基于Manson-Coffin公式及材料试验数据,建立了应变-寿命预测模型。分别采用蒙特卡洛法与包络线法,获得轮盘疲劳寿命数据样本,开展了统计分析及可靠性研究。结果表明：基于蒙特卡洛法得到的可靠度曲线比基于包络线法得到的可靠度曲线下降趋势更平缓,考虑的不确定因素更多,安全裕度更大。     

利用威布尔分布模型对球磨机可靠性分析

介绍了威布尔分布模型及其优点,对某热电厂B磨煤机的缺陷数据进行分类整理,利用二参数威布尔模型和三参数威布尔模型计算时,分别使用MATLAB软件及采用相关系数优化法进行拟合,对数据计算的结果进行比较分析,三参数威布尔分布模型与常用的二参数威布尔分布模型很相似,由于三参数威布尔分布模型考虑了位置参数而更加的符合实际,所以在球磨机状态检修的实际分析中采用三参数威布尔分布模型.可靠性分析技术的具体应用是利用三参数威布尔分布的数学期望公式求取平均无故障工作时间(MTBF),运用检测周期与MTBF的关系求取设备的状态检测周期以及基于失效率函数的故障类型的诊断.     

基于比率方法和BP神经网络的柳州市工业需水量区间预测

鉴于工业用水量测量的不确定性,其区间预测研究具有实际意义,基于比率方法和BP神经网络,构建了柳州市工业需水量区间预测模型。以2007～2013年数据为训练集,预测了2014～2019年柳州市工业需水量区间,引入综合指标对预测区间的适用性进行分析,发现置信水平80%情况下,预测模型的可靠性良好。进一步预测了2025年柳州市工业需水量,结果表明2025年柳州市工业需水量维持在3.378×10⁸m³左右,置信水平80%条件下,工业需水量波动区间为2.924×10⁸～3.832×10⁸m³。该结果对柳州市水资源规划具有一定的理论和实践意义。     

基于零部件疲劳试验数据的统计分析研究

本文系统介绍零部件疲劳极限法的数据处理方法,以曲轴和机体为研究对象,分别采用正态分布和韦布尔(Weibull)分布进行可靠性数据分析,研究50%和90%存活率下疲劳极限强度变化趋势及两种分布的统计结果的差异性。分析结果表明:50%存活率下疲劳极限强度的两种分布数据分析所得结果基本一致,相对误差比较小;大于90%存活率时,两种分布数据分析结果偏差加大,正态分布的疲劳极限强度呈现急剧下降趋势, Weibull分布的疲劳极限强度呈现缓慢下降趋势。     

甘肃省泾河流域典型灌区耗水系数监测试验研究

以甘肃省泾河流域为主要研究对象，选取泾河上游泾河南干渠灌区为典型试验灌区，对泾河南干渠灌区的灌溉退水、农田含水率、农作物生长趋势等进行监测，并采用引排差法与多层次土壤水分平衡模型(VSMB模型)相结合的方式，对泾河南干渠灌区的耗水量进行试验。根据监测试验，泾河南干渠灌区2018年总引水量2 076×10⁴m³,总退水量523×10⁴m³,采用引排差法得到泾河南干渠灌区耗水系数为0.56;甘肃农业大学试验田典型地块全年总引水量0.190 1×10⁴m³,地表无退水，采用引排差法得到耗水系数为0.75,采用VSMB模型得到耗水系数为0.71。该研究结果可为泾河地区其他农业灌区耗水系数研究提供参考，对灌区规划设计和高效农业灌溉试点工作具有一定的指导意义。     

基于ArcGIS与多因子模型的光伏电站选址评估

该文基于中国光伏资源的时空分布，研究并提出一种基于ArcGIS与多因子评价的光伏电站选址及发电潜力预测模型。利用ArcGIS软件与层次分析法，综合考虑多种影响大型光伏电站建设的因素，对不同地势和土地类型赋予不同的光伏利用系数，得到大型光伏电站建设适宜度、光伏潜力与光伏电站选址的多因子评价模型。基于该模型得出中国光伏发电潜力并给出光伏电站选址建议。评估结果表明，全国年光伏总发电量约为570.07×10⁶kWh，其中新疆为年光伏总发电量最高的省份。中国较为适宜建设光伏电站的地区主要为西北部地区，其中适宜区面积为1.08×10⁶km²，最适宜区面积为2.10×10⁵km²，研究可结果将为中国光伏产业长期的规划与建设提供可靠的理论依据。     

逆向流动边界下窄方腔内相变材料融化传热数值研究

为分析复杂流动边界条件对相变材料融化进程的影响,采用计算流体动力学方法进行数值模拟,研究了窄方腔内月桂酸在逆向流动边界中的融化传热特性。建立了填充有相变材料的窄方腔两侧流过参数相同但逆向的传热流体的物理模型。通过数值模拟得到了相变材料融化形态变化以及相对应的液体分数、温度、速度矢量分布等瞬态传热特性,从中总结出了腔体中相变融化机制和传热机理。选取雷诺数1×10⁴,3×10⁴,5×10⁴,7×10⁴和瑞利数3×10⁶,4×10⁶,5×10⁶,6×10⁶的7种工况,分析了不同边界条件对传热过程的影响。结果表明：腔内自然对流的产生大大增加了传热强度,导致顶部相变材料率先完全融化;融化阶段的传热方式依次为导热、导热与对流混合、对流主导传热;在两侧流体的共同传热作用下腔内外换热效果明显增强;雷诺数和瑞利数都对融化过程有积极的影响,但融化前期雷诺数影响较大,后期瑞利数逐渐起主导作用。     

湘江流域洪水资源可利用量与水库调蓄方案研究

鉴于洪水资源化是目前解决水资源供需矛盾的重要方式,通过综合估算方法量化湘江流域洪水资源,由此探讨涔天河水库汛限水位动态调蓄方案,以实现不同情景下的洪水资源化。结果表明,湘江流域洪水资源可利用量为278.93×10⁸m³,可利用潜力为12.69×10⁸m³;涔天河水库汛限水位最佳调蓄方案为在丰水年库水位311.18 m增蓄水量0.245 4×10⁸m³,平水年库水位311.44 m增蓄水量0.339 8×10⁸m³,枯水年库水位311.56 m增蓄水量0.384 2×10⁸m³;同时还为流域环境带来不可估量的生态效益。     

柴油机SCR系统快速老化方法研究

基于热老化原理与Arrhenius方程,开发出一种通用的柴油机选择性催化还原(SCR)系统快速老化方法,并通过试验验证了快速老化与常规老化方法的等效性．结果表明：SCR系统的NO_x转化效率下降存在显著的温度差异,快速老化使SCR催化剂损坏、储NH3能力显著下降是SCR低温工作条件下劣化显著的主要原因．全球统一瞬态循环(WHTC)下NO_x排放与SCR等效耐久里程线性相关系数为0.988,用于验证等效性的常规老化样件的WHTC试验排放测量值与拟合值的误差范围为-4.12%～3.13%,证明快速老化方法具有良好等效性．基于试验数据,该型国Ⅵ柴油机在运行0.80×10⁶～1.06×10⁶km后超越0.46 g/(kW·h)的耐久排放限值要求,在运行3.13×10⁶～3.67×10⁶km后超越1.20 g/(kW·h)的车载诊断系统(OBD)限值要求．     

海上天然气处理平台节能降耗措施探讨

天然气作为绿色低碳能源,其开采过程中也会伴随大量的二氧化碳排放。某天然气处理平台在生产过程中,根据不同的系统或工况实施了一系列的工艺、设备和逻辑改造,在保障系统安全稳定运行的同时,极大地减少了天然气开采过程中的碳排放量。通过将三甘醇系统气提气由天然气改为氮气、尾气流程加装冷却器,年节省天然气消耗30×10⁴m³,回收轻烃122m³;对凝析油外输泵进行逻辑改造,将流量控制阀FV的控制模式由单一的流量PID控制,改为流量和频率串级控制,实现流量设点随频率的变化而变化,外输泵能耗降低3%,缓冲罐闪蒸气量降低约1000m³/d;通过天然气增压工艺参数适应性优化,在平均湿气输送量1400×10⁴m³/d的前提下,日均耗气由20.27×10⁴m³/d降至14.75×10⁴m³/d,每天节省燃气5.52×10⁴m³;通过新增高压和低压火炬气...     

曲轴疲劳试验及其数据统计分析方法的研究

介绍了曲轴疲劳试验中常用的几种方法,讨论了这些方法的基本原理、特点以及实际应用中存在的一些问题。从工程实用的角度出发并结合长期的实践,给出了这些方法的优劣对比。在失效数据的处理方法方面,较为详细地论述、对比了目前常用的几种分布函数的形式以及参数估计方法。以曲轴弯曲疲劳试验的实测数据为例,进行了正态分布、对数正态分布、威布尔分布下的数据统计回归分析,并对比分析了各种分布在曲轴失效数据的合理性。     

光伏组件加速老化试验可靠性及其寿命分布研究

大多数光伏组件制造商需要保证所生产的光伏组件具有25 a及以上的使用寿命,目前检测认证机构大多利用加速试验方法来分析组件的耐候性和户外运行的可靠性。文章通过光伏组件的湿-冻加速试验分析其失效模式,试验结果表明,湿气的进入会促使光伏组件的背板发生脆化和分层,以及焊带、汇流条等内部电气连接处发生腐蚀。基于此,文章提出了湿-冻加速试验条件下的光伏组件威布尔(Weibull)寿命分布模型,利用预处理后的实验数据和F检验法验证了光伏组件威布尔寿命分布模型的有效性,并对常用的可靠性寿命分布模型进行优选,研究结果发现威布尔分布对该试验数据的拟合效果较好。     

威布尔拟合方法对海上风场发电量评估的影响研究

为研究风速威布尔参数不同造成的海上风机发电量差异,分别对比了极大似然法、最小二乘法、WAsP法和实证法四种风速威布尔拟合方法。通过统计不同风向扇区数的评估结果,得出合理的风向扇区数范围为16至36。此外还重点分析了四种拟合方法计算得出的海上风场发电量、尾流损失值,并与时序计算值进行了对比,结果显示威布尔分布可较好地描述海上风资源情况,能精准预测海上风场的发电量。四种方法中,极大似然法和WAsP方法为最优方法,最小二乘法其次,实证法精度最低。     

海洋天然气水合物开发产能及出砂研究

海洋天然气水合物多分布在深水非成岩储层,其开采过程中易出现泥砂运移（出砂）的情况且难以避免,然而出砂条件下的水合物产能估算偏差较大。本文通过室内海洋水合物降压开采出砂实验数据和海洋水合物试采公开资料,首次推导了出砂条件下现场尺度海洋水合物储层产能情况：在相当于1 200 m水深覆压、30.5 m厚的水合物细砂储层和7寸垂直井不防砂的情况下,得到最大产气速率4.63 ~ 14.1 m³/s,折合40.01×10⁴ ~ 121.84×10⁴ m³/d,综合出砂率0.16% ~ 10.74%;泥质储层在不防砂垂直井和水平井单个半径12 mm射孔下,其最大产气速率达到79.95×10⁴ m³/d和170 m³/d,但其综合出砂率是灾难性的。由于时空限制,产气速率、综合产能和出砂率还有很大提升空间,在平衡综合出砂率（控砂精度）和产气效率（产能）的情况下,有望达到产业化规模。本研究为合理估算出砂条件下的海洋天然气水合物产能提供支撑。     

改进蝴蝶优化算法在邯郸市水资源优化配置中的应用

水资源优化配置是有效缓解区域水资源供需矛盾的重要方法和手段。针对传统蝴蝶优化算法(BOA)在高效快速地求解多目标水资源优化配置问题时存在的搜索精度低、收敛速度慢、易陷入局部最优及不能直接用于多目标问题求解等缺陷，通过引入快速非支配排序、拥挤度及精英策略方法对其进行了改进，利用ZTD函数验证了改进蝴蝶优化算法(ABOA)的优越性，最后将ABOA应用于邯郸市水资源优化配置模型求解中，并从帕累托前沿中选择了缺水量最少为最终方案。结果表明，邯郸市2035年(p=50%)总需水量为27.40×10⁸m³,总分配水量为24.42×10⁸m³,缺水量为2.98×10⁸m³,缺水率为10.9%。其中生活和生态需水均能得到完全满足，第一、二、三产业在不同区域仍面临缺水问题，需大力开展节约用水来缓解。研究结果可为多目标水资源优化配置的求解提供参考。     

基于CNT/Ag纳米流体的分光谱太阳能光伏光热系统实验研究

传统太阳能光伏光热(PV/T)系统的光电转换和光热转换过程耦合在一起，对太阳能全光谱能量的利用率较低，为使得光电、光热过程解耦，该文探究Ag、CNT、CNT/Ag纳米流体作为分光谱PV/T系统媒介时的光谱及能量性能。首先对不同浓度纳米流体的光谱性能进行测试，然后通过实验研究不同浓度的CNT/Ag纳米流体对系统电效率和热效率的影响。结果发现相比于Ag纳米流体，浓度为1×10⁶、3×10⁶、5×10⁶、1×107μg/m³的CNT/Ag纳米流体在太阳电池光谱响应区的透过率分别上升了8.6%、9.3%、8.5%、9.2%，响应区外波段的吸收率增加了30.4%、44.5%、58.4%、56.7%。系统电效率最高为8.2%、热效率最高为45%，当CNT/Ag纳米流体浓度为5×10⁶μg/m³时，分光谱容器效率最高为18.3%时热效率达到了43%，电效率为7%。     

考虑下游需水的伦潭水电站月发电调度函数研究

为优化伦潭水电站调度运行方式，分析水库下游社会经济和河道内生态环境需水过程，基于发电优化调度结果采用逐步回归法提取考虑下游需水的逐月发电调度函数。结果表明，伦潭水库对下游需水过程发挥较大调蓄补给作用，主要补水时段为7月至次年2月，直接影响了伦潭水电站的发电引水流量过程；基于多元线性回归模型和BP神经网络提取的伦潭水电站发电调度函数大部分月份的纳什效率系数均在0.90以上，考虑模型结构简单且操作方便，伦潭水电站选取基于多元线性回归模型的发电调度函数；对于2017年3月至2019年2月，伦潭水电站发电调度函数较实际发电调度和发电调度图可分别增加发电量338.4×10⁴、183.8×10⁴kW·h/月，调度函数可明显提高伦潭水库的发电运行水位。研究成果可为伦潭水电站实际发电调度提供技术支撑，也可为其他水电站完善发电调度运行方式提供参考。     

基于SWAT模型的小流域非点源污染负荷分布模拟研究

为了解小流域的非点源污染现状,拟采用水系分维值确定最佳集水面积阈值,在清溪河流域建立SWAT模型,研究该流域非点源污染负荷的时空分布规律。结果表明,清溪河流域最佳集水面积阈值为400 ha,划分为37个子流域;模型径流和氮磷模拟的决定系数R²大于0.83,Nash效率系数大于0.58,表明SWAT模型在清溪河流域具有适用性;总氮、总磷年污染负荷与清溪河年径流量的相关系数高达0.87、0.91,正相关关系明显;年内丰水期总氮、总磷的污染负荷占比分别高达69.90%、73.33%,说明丰水期是产生非点源污染的关键时期;来自耕地的总氮、总磷污染负荷分别为3 712.62×10³、102.97×10³kg,单位面积负荷分别为25.72×10³、0.71×10³kg/（a·km²）,远高于其他土地利用类型,表明农业生产和农村生活是清溪河流域产生总氮、总磷污染的重要污染源。     

太阳能在污水处理厂中的运行模式

我国太阳能资源丰富,陆地表面每年接收太阳能辐射总量达3.4×10³ ~ 8.4×10³ MJ /m²。污水处理厂因其占地面积大、高能耗等特点,与太阳能应用具有潜在的共生优势。文章主要通过污水处理厂两大处理内容——污水处理和污泥处置过程中的不同环节介绍了相应的太阳能应用技术,并通过实际案例及相应模拟计算,分析了污水处理厂的整体能耗及经济效益。结果表明,太阳能应用于污水处理厂中可大大降低其能耗和运营成本。