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并排塔器的横风向激振特性与非光滑表面减振

化工进展 2022年第4期41卷 1750-1758页

作者：谭蔚王中辰樊显涛唐博文天津大学化工学院天津300350

随着化工设备集约化,并排塔器因大幅横风向振动而发生破坏的现象时常发生,然而各塔器间的耦合机制复杂,少有报道。为了解决这一问题,本文应用弹性支撑的刚性截断模型模拟并排塔器的横风向振动,开展了风洞实验,深入分析了并排塔器的横风... 详细信息

随着化工设备集约化,并排塔器因大幅横风向振动而发生破坏的现象时常发生,然而各塔器间的耦合机制复杂,少有报道。为了解决这一问题,本文应用弹性支撑的刚性截断模型模拟并排塔器的横风向振动,开展了风洞实验,深入分析了并排塔器的横风向激振特性;设计了一种微型翅片,通过调整尺寸参数达到了最佳减振效果。研究结果表明,并排塔器的横风向激振可按照间距比范围分为三种典型振动状态,即单钝体模式、剪切层再附着模式和共同脱涡模式。当间距比S/D<2时,上游塔器在较小的折合流速下即发生驰振,且与下游塔器存在能量转化,在工程中应予以避免。当微型翅片的厚度参数大于0.1D及长度参数大于0.9D时,微型翅片的减振效果最佳,可以防止尾流驰振,使并排塔器的横风向振幅减小78.63%~95.67%。

关键词：并排塔器风致振动微型翅片减振技术流体力学

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并排塔器流致振动特性及预测模型研究

压力容器 2022年第2期39卷 1-10页

作者：樊显涛唐博文谭蔚天津大学化工学院天津300350

并排塔器是伴随着行业精细化、高效化和大型化出现的新型组合设备,呈现并列密排的特点,且各塔之间不设连接平台和框架,相互独立。目前,由于各塔之间的耦合作用,并排塔器的流致振动特征尚未明确,导致其设计无据可依。在大气边界层风洞中... 详细信息

并排塔器是伴随着行业精细化、高效化和大型化出现的新型组合设备,呈现并列密排的特点,且各塔之间不设连接平台和框架,相互独立。目前,由于各塔之间的耦合作用,并排塔器的流致振动特征尚未明确,导致其设计无据可依。在大气边界层风洞中,研究了串列、并列和交错布置时并排塔器的流致振动现象,获得了典型的振动特征和尾流影响区域,并提出了振动响应预测模型,计算其最大振幅,辅助工程设计。结果表明:并排塔器在串列排布时的振动随间距比分为4种状态,最大振幅超过单塔振幅的2倍;在并列排布时的振动分为两种状态,最大振幅接近单塔的振幅;在风攻角小于30°内存在显著的尾流干扰效应。

关键词：并排塔器流致振动耦合效应尾流干扰响应预测

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不等直径双圆柱流致振动能量转换特性研究

太阳能学报 2023年第9期44卷 1-8页

作者：郭凯程雨轩唐博文樊显涛谭蔚张红升燕山大学河北省水体重金属深度修复与资源利用重点实验室秦皇岛066004 燕山大学环境与化学工程学院秦皇岛066004 天津大学化工学院天津300350

为研究不等直径双圆柱在风力振动发电领域的应用前景和能量俘获特征,该文在L/D=1.5条件下,对不等直径双圆柱流致振动响应和能量转换特性进行研究,其中上游圆柱固定,下游圆柱仅做横流向振动。研究结果表明:下游圆柱会呈现涡激振动与尾流... 详细信息

为研究不等直径双圆柱在风力振动发电领域的应用前景和能量俘获特征,该文在L/D=1.5条件下,对不等直径双圆柱流致振动响应和能量转换特性进行研究,其中上游圆柱固定,下游圆柱仅做横流向振动。研究结果表明:下游圆柱会呈现涡激振动与尾流驰振两种响应,且直径比对下游圆柱的振动响应、受力特性和锁定区范围都有影响。对于获能功率驰振响应为涡激振动的2倍,但对于能量转换效率在涡激振动区间可达约30%,但在驰振区间仅有10%。从分析结果来看,在低折合速度下,d/D=0.8时能量俘获优势较明显,但在高折合速度下,d/D=0.6时能量俘获优势更加显著。

关键词：能量转换计算流体力学风能流致振动直径比动力响应

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不等直径并排塔器风致振动特性分析

压力容器 2022年第9期39卷 56-63页

作者：郭凯程雨轩蒋建旭樊显涛张红升燕山大学河北省水体重金属深度修复与资源利用重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学环境与化学工程学院河北秦皇岛066004 天津大学化工学院天津300000

随着石化行业的发展,不等直径并排塔器日渐增多,且其因风致振动而发生破坏的现象也经常发生。为了探究不等直径并排塔器的风致振动特性,采用大涡模拟,在直径比d/D=0.4~1.0范围内对亚临界雷诺数和小间距比(L/D=1.5)条件下不等直径并排塔... 详细信息

随着石化行业的发展,不等直径并排塔器日渐增多,且其因风致振动而发生破坏的现象也经常发生。为了探究不等直径并排塔器的风致振动特性,采用大涡模拟,在直径比d/D=0.4~1.0范围内对亚临界雷诺数和小间距比(L/D=1.5)条件下不等直径并排塔器的风致振动响应进行数值研究。在折合速度U_(r)=2.5~20的范围内研究了直径比对塔器振动响应、频域响应和受力特性的影响。研究结果表明,相比于单座塔器,并排塔器呈现涡激振动与驰振两种响应,会产生较强的振动,最大振幅比单圆柱大了近40%~45%。对于不等直径并排塔器,当直径比发生变化时,会导致上游塔器的遮蔽作用发生变化,下游塔器的振动响应、频域响应、受力特性、锁定区范围和开始锁定的折合速度都会随之发生变化。

关键词：并排塔器风致振动直径比数值模拟振动特性

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柴油机DPF再生技术的研究进展

内燃机与动力装置 2023年第6期40卷 21-28页

作者：李奕闻范宪涛杨培兴白书战山东大学能源与动力工程学院山东济南250061 山东宇洋汽车尾气净化装置公司山东聊城252100

为提高柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)的工作性能,实现DPF安全再生,分析颗粒沉积机理和DPF入口流速、粒径、灰分沉积量、过滤体结构等参数对DPF内颗粒沉积分布特性的影响,归纳DPF积碳量的估算方法及DPF再生性能的影... 详细信息

为提高柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)的工作性能,实现DPF安全再生,分析颗粒沉积机理和DPF入口流速、粒径、灰分沉积量、过滤体结构等参数对DPF内颗粒沉积分布特性的影响,归纳DPF积碳量的估算方法及DPF再生性能的影响因素。通过对DPF降怠速再生温度场的研究可知,DPF安全再生积碳量上限为11 g/L;未来研究中应考虑随机振动对颗粒沉积及再生过程的影响。该研究可为优化DPF的结构与再生性能提供参考。

关键词： DPF 颗粒沉积积碳量再生技术

急降怠速工况下DPF主动再生温度特性试验研究

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内燃机与动力装置 2023年第3期40卷 8-14页

作者：王正勇杨培兴范宪涛孙柯白书战山东大学能源与动力工程学院山东济南250061 山东宇洋汽车尾气净化装置有限公司山东聊城252000

为了探究柴油机颗粒物捕集器(diesel particulate filter,DPF)在急降怠速(drop to idle,DTI)工况下再生时内部温度变化规律,开展DTI试验,分析DPF内部温度场。结果表明:在靠近DPF出口位置,中环以内温度偏高,出现最大峰值温度,碳载量为11 ... 详细信息

为了探究柴油机颗粒物捕集器(diesel particulate filter,DPF)在急降怠速(drop to idle,DTI)工况下再生时内部温度变化规律,开展DTI试验,分析DPF内部温度场。结果表明:在靠近DPF出口位置,中环以内温度偏高,出现最大峰值温度,碳载量为11 g/L时最高摄氏温度可达1163.1℃;在中环到边缘处出现最大的径向温度梯度,碳载量为11 g/L时最大径向温度梯度为221.83℃/cm;峰值温度和径向温度梯度均随碳载量的增加而增大,增大载体烧裂风险;堇青石DPF在碳载量为5 g/L左右时应进行再生,碳化硅DPF的极限碳载量可拓展至10 g/L以上;相比堇青石DPF,碳化硅DPF可减少主动再生频率,降低再生油耗,提高燃油经济性。

关键词： DPF DTI 温度特性碳载量

基于优化的长短时记忆神经网络牧群采食量估测模型

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安徽农业大学学报 2022年第5期49卷 832-837页

作者：孟云琪宣传忠张蒙秦樊先涛布库内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018 内蒙古自治区草业与养殖业智能装备工程技术研究中心呼和浩特010018 中国农业科学院草原研究所呼和浩特010010

为了能够较为精准的估测牧群的采食量信息,提出一种基于遗传算法(genetic algorithm,GA)和长短时记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)的牧群采食量估测模型。首先通过皮尔森系数法分析得出影响牧群的采食量的主要影响因子,以减... 详细信息

为了能够较为精准的估测牧群的采食量信息,提出一种基于遗传算法(genetic algorithm,GA)和长短时记忆神经网络(long short-term memory,LSTM)的牧群采食量估测模型。首先通过皮尔森系数法分析得出影响牧群的采食量的主要影响因子,以减少输入维度并解决信息冗余问题。在此基础上,构建基于LSTM神经网络算法的牧群采食量估测模型,并引入遗传算法来优化LSTM神经网络模型参数来增加模型的可靠性。最后,利用该模型对牧群采食量进行估测。试验结果表明:该采食量估测模型各评价指标平均绝对误差(mean absolute error,MAE)、平均绝对百分比误差(mean absolute percentage error,MAPE)、以及均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为2.982、9.85%和6.108。与单一的LSTM神经网络以及GRU神经网络模型相比,均优于其他模型;且该模型具有较好的估测性能和较强的泛化能力,能够为合理轮牧提供科学指导,对草地保护有一定的应用价值。

关键词：放牧羊采食量估测 LSTM 遗传算法优化轨迹数据

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摩擦阻尼器对塔器风致振动的减振试验研究

压力容器 2020年第2期37卷 11-16,23页

作者：谭蔚陈晓宇樊显涛王中辰天津大学化工学院天津300350

横风向振动是引起高耸塔器破坏的原因之一。随着塔器高径比不断增加,高耸塔器防振技术成为近年来重要的研究方向,对塔器的安全运行具有重要意义。设计了一种摩擦阻尼器,以某化工塔为原型建立了小试试验模型。通过小试试验开展了摩擦阻... 详细信息

横风向振动是引起高耸塔器破坏的原因之一。随着塔器高径比不断增加,高耸塔器防振技术成为近年来重要的研究方向,对塔器的安全运行具有重要意义。设计了一种摩擦阻尼器,以某化工塔为原型建立了小试试验模型。通过小试试验开展了摩擦阻尼器在风致振动下的塔器减振效果研究,并与限位支撑进行了对比分析。结果表明,平行于塔器振动方向的摩擦阻尼器对塔器减振起主要作用,为保证在任意方向的风载荷作用下均可达到减振的目的,应在摩擦阻尼器安装高度处的水平面互相垂直的两个方向上分别布置1~2组摩擦阻尼器。阻尼器与塔器连接处的间隙会减弱摩擦阻尼器的减振效果,因此,在实际工程中应尽量减小该处的间隙。摩擦阻尼器对塔器的减振效果明显优于在同一位置处设置限位支撑。在本文试验范围内,摩擦阻尼器最大可使塔器塔顶振幅降低23.44%。本文研究结果可为摩擦阻尼器在塔器减振工程中的应用提供参考。

关键词：塔器减振风致振动摩擦阻尼器

Development and performance evaluation of the electric-hydraulic concave clearance control system based on maize feed rate mon

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International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2022年第2期15卷 156-164页

作者： Chenlong fan Dongxing Zhang Li Yang Tao Cui xiantao He Huihui Zhao College of Engineering China Agricultural UniversityBeijing 100083China Key Laboratory of Soil-Machine-Plant Systematic Technology Ministry of Agriculture and Rural AffairsBeijing 100083China

Complex field environments,diverse crop conditions,and varying feed rate fluctuations commonly result in a decline in the threshing performance and the clogging of the threshing cylinder for maize *** order to overcome these problems,an electric-hydraulic concave clearance automatic control system for the threshing unit was developed based on the maize feed rate monitoring,which can automatically realize the best match between the concave clearance and diverse feed rates during *** threshing performance of the electric-hydraulic control system was evaluated for varying and uneven maize feed rate fluctuations,such as the feed rate increased(6-8-10 kg/s),the feed rate decreased after an increase(6-10-8 kg/s,8-10-6 kg/s),the feed rate increased after a decrease(8-6-10 kg/s,10-6-8 kg/s),and the feed rate decreased(10-8-6 kg/s).In particular,the threshing rotor shaft peak torque,the range of threshing rotor shaft torque,the rate of broken grains(BGR),and the rate of unthreshed grains(UGR)with and without the electric-hydraulic control system were *** with the electric-hydraulic control system were adjustable concave clearance with the value of 45 mm,50 mm,and 55 *** without the electric-hydraulic control system were constant concave clearance(50 mm).Results demonstrate that the threshing unit with the electric-hydraulic control system outperformed the one without the electric-hydraulic control system,with threshing rotor peak torque,the range of threshing rotor axis torque,the BGR,and the UGR decreasing by 18.38%,38.27%,2.08%,and 0.10%,***,the rate of broken grains was lower than 5.00%,better than the national ***,the feed rate fluctuations and timely adjustment of the concave clearance were able to avoid blocking the rotor and improve the threshing performance compared to the constant concave clearance.

关键词： maize harvester threshing cylinder feed rate concave clearance electro-hydraulic control system