深部矿井水平方螺旋形埋管充填体换热器及其耦合热泵系统性能研究

深部矿井蕴藏着大量地热资源,功能性充填体技术将深部采矿和深部地热开采相结合,实现矿产和地热资源开发共赢,是延长深部矿山寿命的重要举措。本文在分析了国内外充填矿井通过埋管提取地热资源现状基础上,提出了一种水平方螺旋形埋管充填体换热器（Square-spiral-type backfill heat exchangers,S-S BHE）。考虑到地下水渗流对矿井埋管充填体换热器（Backfill heat exchangers,BHE）取热影响显著但前期研究相对不足,利用COMSOL软件建立了三维非稳态BHE热渗耦合模型并验证了其可靠性。在此基础上,建立了埋管充填体换热器耦合热泵（Backfill heat exchangers coupled heat pump,BHECHP）数学模型及四个综合评价指标。首先,在相同几何条件和物理条件下,对比分析了S-S BHE与两种典型蛇形BHE的性能,结果表明:S-S BHE的综合评价指标均优于蛇形BHE,且在较高渗流条件下优势更加显著。其次,研究了管内流速、管间距、渗流速度和入口水温对S-S BHE及其耦合热泵特性的影响规律,研究发现:管内流速和渗流速度对综合评价指标的影响最为显著,管内流速越高,单位管长平均换热功率越高,但制热季节能效明显降低。分析认为管内流速存在0.4～0.6 m·s–1的最优区间,此时管内循环水流动处于从过渡区向旺盛湍流转变。渗流速度在小于10–6 m·s–1时的影响可以忽略不计,在10–6～10–5 m·s–1的常见渗流范围内,综合评价指标均呈线性递增的趋势。最后,对方螺旋形埋管充填体换热器耦合热泵（Square-spiral-type backfill heat exchangers coupled heat pump,S-S BHECHP）进行了生态评价。通过与传统供暖方式对比发现:采用S-S BHECHP的供暖方式具有显著的节能降碳效果,一次能源消费和碳排放量比蓄热式电锅炉、燃煤锅炉和空气源热泵相应降低了83.39%、61.57%和56.84%。本研究结果展示了方螺旋形BHE和BHECHP的优良性能,为蓄热储能式功能性充填在深部矿井的应用与探索提供了理论指导。      

一种新型双阻带特性的缺陷接地结构

提出一种新型的具有双阻带特性的反向螺旋形缺陷接地结构(DGS),对该结构的参数变化进行了分析与仿真,发现根据其变化规律可以有效地调节双阻带的位置。利用该结构制作的带阻滤波器,阻带窄、衰减陡峭。通过软件优化设计了一个阻带分别位于3.5GHz和6GHz的双阻带滤波器,从HFSS软件仿真的结果证明了这种新型DGS结构的有效性和可行性。     

3种填料有机物和氨氮去除性能及吸附效果比较

考察了海绵球形填料、螺旋形填料和纤维球填料的处理效果及吸附性能。结果表明,常温低填充比(15～20℃,13.75%)时,螺旋形填料COD平均去除率最高,可达到97%以上,3种填料氨氮平均去除率均可达到99%以上。海绵球形填料受填充比影响较小,而填充比过高会影响螺旋形填料和纤维球填料的传质布气效果。纤维球具有巨大的比表面积,吸附性能较强,单位体积附着污泥量可达22.97 g/L,且其吸附性能受温度影响小。螺旋形填料单位比表面积附着污泥量为0.042 g.m3/m2,其吸附性能与其表面电荷和构型有关。海绵球形填料单位质量填料附着污泥量高,在相同要求下需要填料质量小,运输和安装时可节约成本。     

运用FANUC 0-M系统宏程序功能编制螺旋形腔铣削宏程序

全功能数控系统具有户宏程序.宏程序是一种可由用户自行开发并可任意调用的包括变量运算、条件转移等指令的子程序.使用用户宏程序编程进行数控加工,可有以下优点:①大大缩短程序长度及所占数控系统的内存量.②一个用户宏程序适用于一系列同类型零件的加工,把相似零件的编程工作简化到最低限度.③减少了编程差错,提高了工作效率及可靠性.     

粗粒度可重构结构的性能估计方法

在设计初期,估计粗粒度可重构结构的性能,对粗粒度可重构结构设计具有指导意义.在考虑局部数据存储器结构以及局部数据存储器与可重构阵列的接口结构的情况下,建立了粗粒度可重构结构的参数模型,使用改进的螺旋形绑定策略将应用算法DFG(Data Flow Graph)中的算子绑定到可重构阵列的处理单元上,提出了一种粗粒度可重构结构的性能估计方法.应用实例表明,在设计初期,该方法能得到周期精确的估计结果,有效地指导粗粒度可重构结构的设计.     

纳升级生物样品核磁共振微检测高信噪比平面螺旋微线圈的设计

论述了纳升(nL)级生物样品核磁共振微检测技术中,高信噪比平面螺旋微线圈的设计方法及结果,介绍了这种检测技术的优点与缺点,并提出了改进方法。论述了核磁共振平面螺旋微线圈检测方法的理论基础,推导出自由感应衰减信号的信噪比与线圈几何参数的数学关系,利用MATLAB软件对信噪比进行了仿真,得到了最优信噪比条件下的线圈几何参数值,同时计算出相应的品质因数。最后,概括了平面螺旋形微线圈几何参数设计的一般原则。     

DGM—10型递进式光杆密封器

针对传统的光杆密封器存在的密封填料失效快、寿命短、更换不方便等问题,研发了DGM—10型递进式光杆密封器。该密封器由旋转盖、条形填料、压盖、填料盒、调心体组件和连接头组成,它突破了传统的密封结构形式和密封件更换方式,可在不停抽、不拆开密封器的情况下补给填料。300多套的现场应用表明,这种密封器处理密封失效简单方便,填料补给顺畅,填料的平均更换周期为4~5个月。     

锯齿型螺旋翅片管束传热与阻力性能的分析研究

对气流横掠锯齿型螺旋翅片管管束的对流传热进行了试验研究，并通过了工业试验验证，得出了相应的传热和阻力系数的数学关联式，可供设计计算使用。