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基于CFD的海水淡化轴向柱塞泵关键技术研究

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基于CFD的海水淡化轴向柱塞泵关键技术研究

作者：陈双成江南大学

学位级别：硕士

作为反渗透海水淡化工程的核心部件之一,高压泵对制水成本、运行维护等有着重要的影响。高压柱塞泵凭借其效率高、体积小、寿命长等优点,适用于中小规模反渗透海水淡化工程来降低能耗。但是,柱塞泵固有的压力和流量脉动产生较大的工作噪... 详细信息

作为反渗透海水淡化工程的核心部件之一,高压泵对制水成本、运行维护等有着重要的影响。高压柱塞泵凭借其效率高、体积小、寿命长等优点,适用于中小规模反渗透海水淡化工程来降低能耗。但是,柱塞泵固有的压力和流量脉动产生较大的工作噪声,限制了柱塞泵的运用。国内对于压力和流量脉动控制的研究与国外相比存在一定的差距。因此,对于柱塞泵这两方面脉动的研究有较高的理论和实用价值。对柱塞泵工作原理以及噪声产生机理进行研究,深入分析了柱塞的运动规律、泵体内主要的间隙泄漏,并得出了相应的流量泄漏表达式。通过对不同转角条件下柱塞腔与配流盘间交界面进行分析,推导出了过流面积公式。在此基础上,确定柱塞泵内流体主要为湍流状态,对应的CFD仿真分析时求解模型为标准k-ε模型。然后,建立了柱塞泵CFD仿真分析流体模型,编写了柱塞运动控制UDF程序,并运用CFD分析软件Fluent对模型进行分析。通过CFD仿真分析研究了柱塞数目、斜盘倾角、缸体转速、配流盘结构以及负载压力对柱塞泵出口流量脉动的影响规律,发现:柱塞数奇数时柱塞泵出口流量脉动率明显低于相邻的偶数柱塞时,且随着柱塞数目增多,流量脉动率逐渐降低;柱塞泵斜盘倾角增大或者缸体转速升高,柱塞泵排量增大,出口流量脉动率降低;负载压力增大时,柱塞泵出口流量脉动率也随之升高;在配流盘过渡区域增加阻尼槽后,可以将柱塞泵出口流量脉动率降低60%以上。由于缺乏相关的理论指导,本课题在对柱塞腔内压力脉动进行研究时,参照流量脉动的分析方法,探究了流量脉动影响因素对柱塞腔压力脉动的影响情况。结果显示,柱塞数目奇偶性和配流盘阻尼槽对压力脉动与流量脉动的影响规律一致;柱塞泵转速和负载压力对二者的影响规律相反;斜盘倾角对柱塞腔压力脉动的影响无明显规律性。将以上五因素对柱塞泵出口流量脉动、柱塞腔压力脉动以及排量的影响规律相结合给出了柱塞泵设计时的一些参考意见。在配流盘阻尼槽结构优化时,对吸排水腔配流盘阻尼槽的宽度角和深度角分别进行了研究。研究结果表明:对于吸水区和排水区三角阻尼槽,当宽度角为90°左右,深度角为6°左右时,柱塞腔压力脉动和出口流量脉动最小。在相同的过流面积条件下,三角形阻尼槽的降噪效果好于U形阻尼槽降噪效果。

关键词：轴向柱塞泵海水淡化计算流体力学(CFD) 流量脉动压力脉动阻尼槽

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核电数字化仪控系统硬件设计研究

核电数字化仪控系统硬件设计研究

作者：陈双成西安电子科技大学

学位级别：硕士

数字化仪控系统是以计算机、网络通讯为基础的分布式控制系统,一般由操作员站、工程师站、电源系统、控制站和通信系统组成。在核电领域,核电站数字化仪控系统分安全级和非安全级。针对目前我国核电站安全级数字化仪控系统（以下简称DC... 详细信息

数字化仪控系统是以计算机、网络通讯为基础的分布式控制系统,一般由操作员站、工程师站、电源系统、控制站和通信系统组成。在核电领域,核电站数字化仪控系统分安全级和非安全级。针对目前我国核电站安全级数字化仪控系统（以下简称DCS系统）严重依赖国外技术产品的现状,中核集团结合我国三代核电自主化发展的需要,开展三代核电站安全级数字化仪控系统研制工作,实现三代核电站安全级数字化仪控系统的自主化,并在实际工程得到应用,将有力提高我国核电仪控系统的研发水平,提升我国核电装备的自主化水平,推动我国核电产业布局及关键技术研究,保障我国核电发展“走出去”国家战略目标的实现。本文是以安全级DCS系统控制站为研究对象,建立一套基于FPGA技术的核电安全级数字化仪控系统产品研制技术,实现核电站安全级数字化仪控系统的技术自主化。本文首先说明本文国内外研究现状和课题意义,然后介绍核电数字化仪控系统概念、总体需求和系统功能,进行硬件总体架构设计。本文的核心是根据控制站硬件总体架构和相关技术标准,展开硬件设计。硬件设计采用通用化设计技术进行功能模块设计,形成模块化的标准元器件和标准电路,采用FPGA逻辑电路通过配置可编程逻辑组件和互联线等资源实现时序逻辑功能和组合逻辑功能,以全硬件方式实现数据处理,控制逻辑和接口协议等功能模块。硬件设计中包含诊断、可测试性和多层次的冗余等多种先进特性,并在故障检测和隔离等方面具有显著特性。最后根据标准要求,结合DCS系统的产品特性,从电源、信号完整性、时序和单元电路四个特性展开电路级硬件白盒测试。其目的是在产品研发生命周期的实现阶段即开始验证硬件设计的正确性,保证硬件的各单元电路的电气特性满足要求。本论文以安全级数字化仪控系统控制站为例阐述了硬件设计中的关键要点。硬件设计方法中的通用化设计技术提升了数字化仪控系统设计效率、长期可靠性和可维护性,FPGA技术解决了基于微处理器技术应用软件和操作系统复杂性的不足,诊断、隔离和冗余等先进特性使仪控系统具有更高的可靠性。硬件测试方法可以在正式定版嵌入式软件或逻辑固件前,发现因电路设计引起的硬件设计缺陷。同时本文论述的硬件设计和测试方法也适用于其它安全相关控制系统,具有重要的参考意义。

关键词：数字化仪控系统 FPGA 自主化硬件设计硬件测试

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波长可切换可调谐掺铒脉冲光纤激光器的研究

波长可切换可调谐掺铒脉冲光纤激光器的研究

作者：陈双成西北大学

学位级别：硕士

光纤激光器由于体积小巧、输出光束质量高、峰值功率高、脉宽窄等光学性能,被广泛应用在光纤通信、高性能光传感、高精度光谱分析、激光加工、激光医疗等多个领域中。在光纤通信领域,掺铒光纤激光器的输出激光波段基本覆盖了光通信中的... 详细信息

光纤激光器由于体积小巧、输出光束质量高、峰值功率高、脉宽窄等光学性能,被广泛应用在光纤通信、高性能光传感、高精度光谱分析、激光加工、激光医疗等多个领域中。在光纤通信领域,掺铒光纤激光器的输出激光波段基本覆盖了光通信中的C波段（1530-1565 nm）和L波段（1565-1610 nm）,全光纤结构的特点使得光纤激光器在光通信系统中具有兼容性好、耦合效率高的优良特性,因此掺铒光纤激光器在光纤通信方面具有重要应用,为增加信道传输能力,提高信号源利用率,多波长可切换可调谐光纤激光器逐渐成为研究的热点。相比常规连续光光纤激光器,脉冲光纤激光器的高峰值功率、高重频、窄脉宽等光学特性在光纤通信中具有更广阔的应用前景及研究价值。多波长可切换可调谐脉冲光纤激光器的研究内容主要包括两个部分:一是利用调Q和锁模技术实现超短脉冲输出,二是构建可切换可调谐滤波器,基于滤波效应实现输出波长可切换可调谐输出。本文分别对萨格纳克（Sagnac）滤波器和PMF-SMF-PMF（Polarization Maintaining Fiber-Single Mode Fiber-Polarization Maintaining Fiber）滤波器的滤波效应进行了理论分析和数值模拟,根据分析结果分别搭建了基于Sagnac滤波器和PMF-SMF-PMF滤波器的可切换可调谐掺铒脉冲光纤激光器。本文的主要研究内容和创新点如下:1.利用光学元件的琼斯矩阵建立滤波器的传输方程,得出滤波器的透射系数表达式。在嵌入了一段保偏光纤的Sagnac滤波器中,分析了在保偏光纤长度的不同和光纤耦合器不同耦合比条件下滤波器透射谱的相应变化。在PMF-SMF-PMF滤波器中,分析了不同保偏光纤长度下滤波器透射谱的改变,最终得到稳定的可切换可调谐滤波器。2.利用半导体可饱和吸收镜（Semiconductor saturable absorber mirrors,SESAM）产生稳定的调Q脉冲输出,通过数值模拟得到嵌入保偏光纤的Sagnac滤波器最佳结构参数,搭建了单/双波长可切换掺铒调Q光纤激光器。当泵浦功率稳定在300 m W时,激光器实现了在1.5μm波段稳定的单/双波长可切换可调谐输出。在单波长工作状态下,输出光谱中心波长实现了3.72 nm的调谐范围。在双波长工作状态下,实现了双波长输出状态下的1.04 nm调谐范围,并且在双波长工作状态下光谱间距一直保持在5.27 nm。对泵浦功率进行调整,脉冲重复频率在39.47 k Hz-58.87 k Hz之间变化,对应的脉冲宽度变化范围为7.19μs-2.91μs,信噪比为49 d B。3.由于偏振相关隔离器和偏振控制器在基于PMF-SMF-PMF滤波器的可切换可调谐掺铒脉冲光纤激光器中引入了非线性偏转（Nonlinear Polarization Rotation,NPR）效应,因此激光器产生了稳定的锁模脉冲输出,对应的信噪比高达71.88 d B。适当改变偏振控制器的偏转角度和泵浦功率,激光器切换到调Q状态。在调Q状态下,对滤波器中的偏振控制器进行调整,输出光谱产生波长可切换可调谐状态。输出光谱的波长数量包含单波长和双波长工作状态。

关键词：波长可切换可调谐光纤激光器被动调Q 锁模

机车联合调节器油位指示器漏油的原因及改进措施

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内燃机车 2008年第8期 36-37页

作者：尤宝军戴金利陈双成乌鲁木齐机务段新疆乌鲁木齐830023 无锡友升电器有限公司江苏无锡214062

简述了内燃机车联合调节器油位指示器(以下简称为油位器)漏油的主要原因;介绍了YWQ系列油位器的性能、参数、结构及其改进过程,还介绍了在实际运用中的效果。

关键词：内燃机车联合调节器油位器漏油效果

DF_(4B(C))型机车热风机电机的改造

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内燃机车 2006年第3期 34-36页

作者：陈双成宋志宏无锡友升电器有限公司江苏无锡214062

简述了DF4B(C)型机车热风机电机目前存在的主要弊端和开发热风机新型直流无刷电机的过程;介绍了新型电机的性能、参数、工作原理和实际运用情况。

关键词： DF4B(C)型机车热风机电机直流无刷电机参数原理

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CT系列电热套在机车防寒中的应用

内燃机车 2006年第9期 34-35页

作者：秦建春陈双成宋志宏铁道部南京机车车辆验收办事处江苏南京210000 无锡友升电器有限公司江苏无锡214062

1 引言我国北方铁路机车在严寒的冬季,对机油管路、水管路、燃油系统和制动系统提出了严格的保温要求.以往,每年因严寒和防护不到位造成大量机车临修和碎修,甚至产生行车故障,不能正常上线运用,给各基层机务段带来较大的检修压力和经济... 详细信息

1 引言我国北方铁路机车在严寒的冬季,对机油管路、水管路、燃油系统和制动系统提出了严格的保温要求.以往,每年因严寒和防护不到位造成大量机车临修和碎修,甚至产生行车故障,不能正常上线运用,给各基层机务段带来较大的检修压力和经济损失.过去的做法是在需要保温的装置上包裹一层保温套,但往往在实际应用中效果不佳.在高寒地区,机车长久停车会造成保温套所包裹装置基础温度过低,使装置不能正常工作.当不能正常工作时,常用高压水蒸气或热水喷淋装置进行解冻.

关键词：铁路机车电热套 CT系列应用喷淋装置防寒保温套机油管路

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环保型硫染料的应用

陕西纺织 1996年第4期8卷 10-11页

作者：陈双成西北第一印染厂

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硬膜外麻醉神经根损伤2例分析

中国误诊学杂志 2009年第31期9卷 7669-7670页

作者：陈双成刘志奇河北朝仁医院麻醉科 050035 石家庄市中心医院麻醉科

硬膜外麻醉中由于适应证选择不当、操作不正规和管理经验不足,常出现一些并发症,我院在近7 a的麻醉工作中,出现2例硬膜外麻醉后神经根损伤的病例,现报告如下.

关键词：麻醉,硬膜外/副作用脊神经根/损伤病例报告[文献类型] 人类

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腰-硬联合麻醉在剖宫产手术中的临床应用

河北医药 2009年第14期31卷 1794-1795页

作者：陈双成刘志奇河北朝仁医院麻醉科石家庄市050035 河北省石家庄市中心医院麻醉科

连续硬膜外麻醉(CEA)用于剖宫产手术是多年来认为最优质、最安全的麻醉方法,但由于它的潜伏期长、镇痛不全、肌松差等缺点,给患者带来了很多痛苦,也给术者带来了手术的难度.腰-硬联合麻醉是近几年来用于剖宫产手术的一种新的复合麻醉方... 详细信息

连续硬膜外麻醉(CEA)用于剖宫产手术是多年来认为最优质、最安全的麻醉方法,但由于它的潜伏期长、镇痛不全、肌松差等缺点,给患者带来了很多痛苦,也给术者带来了手术的难度.腰-硬联合麻醉是近几年来用于剖宫产手术的一种新的复合麻醉方法,它具有起效快,肌肉松弛良好,用药量少,对胎儿影响小,并可任意延长麻醉时间,术后可镇痛.本文观察腰-硬联合麻醉用于剖宫产手术的麻醉效果,并与连续硬膜外麻醉组进行比较,报告如下.

关键词：麻醉,腰-硬联合剖宫产手术