型砂自然对流冷却数值模拟

针对铸造型砂数量大,冷却耗时长和经济性差的难题,利用k-ε双方程模型对其自然对流冷却过程进行数值模拟。通过对已有储砂箱的分析,验证型砂自然对流冷却模拟的可行性。通过分析型砂温度场和冷却空气速度场,获得型砂自然对流冷却特性。从高径比和体积两个影响圆柱体型砂冷却的重要因素入手,通过模拟得到其与冷却时间之间的关系。结果表明:D/H=2,体积V=20 m2的圆柱体结构型砂自然对流冷却效率最高。     

大型船体钢结构车间焊接烟尘浓度分布研究

某船体结构焊接车间焊接强度大、工位密集且车间跨度大,烟尘难以排除,造成车间内烟尘浓度超标,严重危害员工身心健康。本文通过建立焊接车间模型,基于气固两相离散粒子模型(DPM)对车间内焊接烟尘颗粒进行了数值模拟,分析了烟尘瞬态空间分布以及浓度变化,并提出一种增加开窗率和屋顶通风器的改进措施来提高车间通风率,加快烟尘排出室外。为了验证优化方法的有效性,进一步对车间内焊接工位的烟尘浓度进行了实验验证。模拟结果表明,焊接烟气消散所需的时间减少了50%,优化后焊接烟尘浓度最高值从7.2 mg/m~3降至3.73 mg/m~3,满足国家标准要求。实验结果与模拟结果吻合,证明了增加开窗率可以很好地改善焊接车间内工作环境,同时也说明DPM瞬态模拟方法能准确预测烟尘浓度分布,可为今后焊接车间除尘改造设计提供理论参考。     

微乳化甲醇柴油的稳定性研究

采用油酸、乙酸乙酯、异丁醇和大豆油作为微乳化剂制备出微乳化甲醇柴油。分析了油酸、乙酸乙酯、不同碳链醇和水的质量含量对微乳化甲醇柴油的分层时间和分层温度的影响。研究结果表明:油酸的质量含量大于7%时可以使甲醇柴油稳定保存一年,分层温度为70℃;乙酸乙酯的质量含量大于5%时可以使甲醇柴油稳定保存一年,分层温度为75℃;异丁醇对甲醇柴油稳定作用最好,可以使甲醇柴油稳定保存一年,分层温度为70℃;含水量低于4%时,可以使甲醇柴油稳定保存一年,含水量大于4%时,分层温度降为50℃。     

二氧化硅与石墨烯混合纳米流体沸腾换热实验研究

设计并搭建带冷凝回流的闭合回路沸腾换热实验装置,研究了质量分数为0.000 5％、0.001％、0.002％和0.003％的水基二氧化硅(SiO2)纳米流体、水基石墨烯(GNs)纳米流体、水基和乙二醇水基SiO2与GNs混合(SiO2/GNs-DW,SiO2/GNs-EG-DW)纳米流体沸腾换热性能.结果表明:纳米流体...     

某柴油机曲轴三维有限元分析与优化

曲轴不仅是柴油发动机中最重要的零件，也是承受载荷最大的零件，柴油机的耐用程度和可靠性与其密切相关。在有限元法的基础上，通过Pro/E 和ANSYS 的接口先在Pro/E 中建立曲轴几何模型，将模型导入ANSYS 中，对曲轴模型载荷和约束边界进行处理和简化，对三种不同约束条件下的应力及应变进行分析确定最优约束条件，并通过分别对不同的曲柄圆角大小、厚度和轴颈重叠度的计算分析确定最佳优化方案。     

基于Aspen Plus的船舶热力系统教学

船舶热力系统作为船舶院校能源与动力工程专业的特色课程,在教学过程中占有重要的地位。教改通过引入化工模拟软件Aspen Plus,引导学生完成系统典型操作单元的物料衡算与能量衡算,对于提高学生的工程实践能力具有重要的意义。     

微乳化甲醇柴油的流动性研究

以油酸、异丁醇、大豆油等为微乳化剂制备可以稳定保存1年的微乳化甲醇柴油,并对微乳化甲醇柴油的流动性进行了试验研究。测定了不同温度下微乳化甲醇柴油掺混不同比例的甲醇、油酸、异丁醇、大豆油时的黏度值;同时测定了甲醇、油酸、异丁醇、大豆油不同掺混比的微乳化甲醇柴油的凝点和冷滤点。研究发现:甲醇柴油组分直接影响其黏度,20℃时黏度随甲醇含量和异丁醇含量增加而下降,随油酸含量和大豆油含量增加而升高;凝点和冷滤点随甲醇含量、异丁醇含量和大豆油含量增加而降低,随油酸含量增加而升高。     

基于非线性规划模型的旋风除尘器设计优化北大核心

作为工业生产应用中一种重要气固两相分离装置,旋风除尘器的应用广泛分布于船舶制造、石油化工、煤炭发电、资源开发等产业领域。基于经典Leith-Licht理论所提出的旋风除尘器半经验设计方法,依据紊流混掺层流分离理论,结合实际含尘空气及其中颗粒物理参数,以旋风除尘器的结构尺寸为变量,建立相应捕集效率数学模型。根据数学模型选择优化目标函数,以自编代码为工具,利用优化设计的思想,采用非线性规划模型对旋风除尘器尺寸进行设计。最后结合计算流体力学(CFD)方法对优化后的尺寸模型进行除尘效率验证。仿真结果表明,改进后的数学模型理论计算与建立的仿真模型计算结果相吻合,误差仅为1.41%。该方法克服了传统设计方法实验验证周期长、经济性差等缺点,对旋风除尘器的优化设计具有重要的工程应用价值。