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Research on the mechanics of underwater supersonic gas jets

中国科学：物理学、力学、天文学英文版 2010年第3期53卷 527-535页

作者： shi honghui1, wang boyi2.& dai zhenqing2.1 college of mechanical engineering and automation, zhejiang sci-tech university, hangzhou 310018, china 2 State Key Laboratory of Nonlinear Mechanics, Institute of Mechanics, Chinese Academy of sciences, Beijing 100190, china 1. college of mechanical engineering and automation Zhejiang Sci-Tech University Hangzhou 310018 China2. State Key Laboratory of Nonlinear Mechanics Institute of Mechanics Chinese Academy of Sciences Beijing 100190 China

An experimental research was carried out to study the fluid mechanics of underwater supersonic gas jets. High pressure air was injected into a water tank through converging-diverging nozzles (Laval nozzles). The jets were operated at different conditions of over-, full- and under-expansions. The jet sequences were visualized using a CCD camera. It was found that the injection of supersonic air jets into water is always accompanied by strong flow oscillation, which is related to the phenomenon of shock waves feedback in the gas phase. The shock wave feedback is different from the acoustic feedback when a supersonic gas jet discharges into open air, which causes screech tone. It is a process that the shock waves enclosed in the gas pocket induce a periodic pressure with large amplitude variation in the gas jet. Consequently, the periodic pressure causes the jet oscillation including the large amplitude expansion. Detailed pressure measurements were also conducted to verify the shock wave feedback phenomenon. Three kinds of measuring methods were used, i.e., pressure probe submerged in water, pressure measurements from the side and front walls of the nozzle devices respectively. The results measured by these methods are in a good agreement. They show that every oscillation of the jets causes a sudden increase of pressure and the average frequency of the shock wave feedback is about 5–10 Hz.

关键词： underwater supersonic gas jet pressure oscillation flow visualization shock wave feedback

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Experimental study on hydrodynamic behaviors of high-speed gas jets in still water

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Acta Mechanica Sinica 2006年第5期22卷 443-448页

作者： zhenqing dai boyi wang Longxi Qi honghui shi LNM Institute of Mechanics Chinese Academy of Sciences Beijing 100080 China college of mechanical engineering and automation Zhejiang Sci-Tech University Hangzhou 310018 China

The present paper describes experimental investigation on the flow pattern and hydrodynamic effect of underwater gas jets from supersonic and sonic nozzles operated in correct- and imperfect expansion conditions. The flow visualizations show that jetting is the flow regime for the submerged gas injection at a high speed in the parameter range under consideration. The obtained results indicate that high-speed gas jets in still water induce large pressure pulsations upstream of the nozzle exit and the presence of shock-cell structure in the over- and under-expanded jets leads to an increase in the intensity of the jet-induced hydrodynamic pressure.

关键词： Underwater gas jet Flow pattern Pressure pulsation Imperfect expansion nozzle Shock-cell structure

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机械式打结机纱线捕获状态检测方法

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纺织学报 2023年第5期44卷 205-212页

作者：屠佳佳李长征戴宁孙磊毛慧敏史伟民浙江理工大学浙江省现代纺织装备技术重点实验室浙江杭州310018 浙江机电职业技术学院自动化学院浙江杭州310053 浙江理工大学纺织科学与工程学院(国际丝绸学院) 浙江杭州310018

为解决机械式打结机在纱架上完成纱线接头时无法检测头线、尾线捕获状态的问题,提出一种基于图像像素点测量的检测方法。该方法结合机械式打结机工作原理,将集安装盒、相机模组和光源于一体的纱线检测识别系统,固定在风机和吸嘴之间的... 详细信息

为解决机械式打结机在纱架上完成纱线接头时无法检测头线、尾线捕获状态的问题,提出一种基于图像像素点测量的检测方法。该方法结合机械式打结机工作原理,将集安装盒、相机模组和光源于一体的纱线检测识别系统,固定在风机和吸嘴之间的透明吸管上,然后通过小型嵌入式模块采集图像、处理图像、统计像素点、输出信号等流程实现低成本的纱线捕获状态检测。同时顶部安装相机模组,左右两侧安装光源,底部设计纱线通道,内部底板设计为左右均分的黑白背景,结构小巧、图像采集环境稳定。系统搭建后,对白色等8种纱线进行了捕获状态测试。结果表明:该方法检测效果好、识别率高,实现了模块化纱线捕获状态检测,不仅准确度高、成本低,而且安装方便,可实现生产推广应用。

关键词：机械式打结机纱线检测系统图像像素点测量相机模组嵌入式模块圆纬机

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圆纬机纱架自动换筒技术

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纺织学报 2022年第7期43卷 178-185页

作者：屠佳佳孙磊毛慧敏戴宁朱婉珍史伟民浙江理工大学浙江省现代纺织装备技术重点实验室浙江杭州310018 浙江机电职业技术学院自动化学院浙江杭州310053

针对传统人工换筒的圆纬机存在生产自动化程度低、劳动强度大、人力成本高等问题,提出一种基于桁架机器人和换筒机械手的自动换筒方案。根据人工更换纱筒仿生工艺,结合圆纬机生产车间布局、纱架结构、纱筒类型以及换筒周期等因素,设计... 详细信息

针对传统人工换筒的圆纬机存在生产自动化程度低、劳动强度大、人力成本高等问题,提出一种基于桁架机器人和换筒机械手的自动换筒方案。根据人工更换纱筒仿生工艺,结合圆纬机生产车间布局、纱架结构、纱筒类型以及换筒周期等因素,设计了桁架机器人和换筒机械手的机械结构,以及自动换筒的工艺流程和电气原理图等,并研制了实验室测试机构。最后研究了基于AS320T模块和伺服电动机的纱筒更换控制算法,实现了利用触摸屏作为人机交互界面的自动换筒功能。测试结果表明,采用此控制技术满足了圆纬机纱架自动换筒的准度、稳定性以及重复性要求,实现了以“机器换筒、人工接头”的方式为圆纬机续线,对解决传统人工换筒存在的问题具有重要意义。

关键词：圆纬机自动换筒纱架纱筒桁架机器人换筒机械手

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插管式机器人空管状态检测方法

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纺织学报 2023年第11期44卷 199-207页

作者：戴宁梁汇江胡旭东戚栋明徐郁山屠佳佳史伟民浙江理工大学浙江省现代纺织装备技术重点实验室浙江杭州310018 浙江理工大学纺织科学与工程学院(国际丝绸学院) 浙江杭州310018 浙江康立自控科技有限公司浙江绍兴312500 浙江省绿色清洁技术及洗涤用品重点实验室浙江丽水323000

针对利用插管式机器人在巡视络筒机设备时,存在无法检测储管纱圆盘均匀排布孔内是否存在管纱的问题,提出了一种基于图像识别的空管状态检测方法。结合络筒机及插管式机器人工作机制,将集嵌入式控制系统、相机模组于一体的空管检测机构... 详细信息

针对利用插管式机器人在巡视络筒机设备时,存在无法检测储管纱圆盘均匀排布孔内是否存在管纱的问题,提出了一种基于图像识别的空管状态检测方法。结合络筒机及插管式机器人工作机制,将集嵌入式控制系统、相机模组于一体的空管检测机构固定在竖直机械立柱上,并随插管式机器人做水平往复直线运动。嵌入式控制系统通过捕获插管式机器人发送的锭位信号,实现该锭位储管纱圆盘图像采集,通过学习、调节、分块定域、矫正等准备环节及分级处理环节进行图像处理,并将处理后各均匀排布孔内管纱的实时情况经由通信接口传输至插管式机器人。最后搭建实验平台,进行空管状态检测稳定性测试。结果表明,本文方法检测效果稳定、准确度高,且成本低、安装简单,便于实际工程应用。

关键词：插管式机器人络筒机空管检测机制图像采集图像处理

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