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管束末端结构对陶瓷膜过滤器流场分布特性的影响

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石油化工设备 2023年第2期52卷 51-59页

作者：胡恩泽董金善朱雨王聪南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京211816

基于Fluent 17.0软件,数值模拟分析了膜管管束末端板直径以及上、下2块末端板之间的距离不同时陶瓷膜过滤器的流场和压力场分布情况,归纳了各几何参数对陶瓷膜过滤器速度分布和阻力的影响规律。分析结果表明,随着膜管管束末端板直径的减... 详细信息

基于Fluent 17.0软件,数值模拟分析了膜管管束末端板直径以及上、下2块末端板之间的距离不同时陶瓷膜过滤器的流场和压力场分布情况,归纳了各几何参数对陶瓷膜过滤器速度分布和阻力的影响规律。分析结果表明,随着膜管管束末端板直径的减小,末端板周围流体的流速呈减小趋势,陶瓷膜过滤器内流场的压降降低,流动阻力减小,末端板直径为86 mm时流场的流速分布最均匀;2块末端板之间的距离对陶瓷膜过滤器内流场的影响不大,末端板之间距离的增大可以减小两板之间的流动死区,陶瓷膜过滤器进出口压降小幅降低,末端板周围流体最大流速先减小后增大,末端板之间距离为20 mm时流速最小,流动均匀性最好。

关键词：陶瓷膜过滤器管束末端流场分布特性数值模拟

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地铁邻近埋地金属管线杂散电流分布特性研究

铁道标准设计 2023年第1期67卷 161-166页

作者：龚孟荣中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

城市轨道交通直流牵引供电系统引起的杂散电流泄漏以及钢结构腐蚀危险已成为地铁规划建设及公众关心的敏感问题,城市地下管网面临与地铁隧道密集交叉、紧邻或长距离平行敷设等情况,研究地铁邻近埋地金属管线的杂散电流分布特性,对于提... 详细信息

城市轨道交通直流牵引供电系统引起的杂散电流泄漏以及钢结构腐蚀危险已成为地铁规划建设及公众关心的敏感问题,城市地下管网面临与地铁隧道密集交叉、紧邻或长距离平行敷设等情况,研究地铁邻近埋地金属管线的杂散电流分布特性,对于提高埋地金属管线耐腐蚀寿命、改善腐蚀防护方法具有重要意义。建立地铁隧道杂散电流仿真计算模型,分析轨对地过渡电阻对杂散电流分布的影响,针对金属埋地管线相对钢轨空间方位变化开展杂散电流分布及金属相关腐蚀参数计算。结果表明,当轨对地过渡电阻为0.5Ω·km时,钢轨杂散电流泄漏总量较15Ω·km和3Ω·km分别增加了2 618.5%和500.7%;不同轨对地过渡电阻下,钢轨、排流网、金属管线、土壤中的杂散电流占泄漏总量的百分比基本保持不变,均随泄漏总量的增加而呈等比例增加。埋地金属管线相对钢轨位置变化对其沿线杂散电流大小和方向有明显影响,对于距离钢轨水平间距≥100 m的埋地金属管线年腐蚀量均维持在mg量级。

关键词：城市轨道交通杂散电流金属管线分布特性年腐蚀量

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第三代核电机组核岛电缆工程量分布特性研究

建筑经济 2023年第S2期44卷 239-241页

作者：马向春徐良中国核电工程有限公司北京100840

以国内某具有完全自主知识产权的第三代核电机型核岛电缆工程量数据为基础,从电缆规格、鉴定等级等角度分析核岛电缆的分布特性,同时结合某核电项目概算情况对其造价趋势作进一步的对比分析,为后续项目的可研及初设等阶段工程造价测算... 详细信息

以国内某具有完全自主知识产权的第三代核电机型核岛电缆工程量数据为基础,从电缆规格、鉴定等级等角度分析核岛电缆的分布特性,同时结合某核电项目概算情况对其造价趋势作进一步的对比分析,为后续项目的可研及初设等阶段工程造价测算提供依据,并为后续机型研发设计提供经济性指引。

关键词：第三代核电机组核岛电缆分布特性经济性

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干切滚齿机床温度场分布特性及优化方法研究

干切滚齿机床温度场分布特性及优化方法研究

作者：李博重庆工商大学

学位级别：硕士

齿轮是航空航天、高档汽车、舰船、风电等高端装备动力和运动传递的关键基础件,齿轮质量直接影响机器的运行性能、使用寿命和服役安全。干切滚齿具有生产效率高和环境危害小等突出优势,已成为齿轮行业绿色发展的重要方向。然而,由于高... 详细信息

齿轮是航空航天、高档汽车、舰船、风电等高端装备动力和运动传递的关键基础件,齿轮质量直接影响机器的运行性能、使用寿命和服役安全。干切滚齿具有生产效率高和环境危害小等突出优势,已成为齿轮行业绿色发展的重要方向。然而,由于高速切削下的大产热速率、不使用切削油后的低散热效率以及全封闭防护罩结构的耦合影响,造成热量极易在干切滚齿机床局部区域大量积聚,而过度的热积聚容易引发机床热致变形,严重影响齿轮加工精度及精度稳定性。鉴于此,在国家重点研发计划(编号:2020YFE0201000)和国家自然科学基金项目(编号:51905059)等项目的支持下,本文以降低干切滚齿机床的热积聚为目标,重点从机床结构和工艺参数两个维度,探索构建干切滚齿机床的温度场分布优化方法。首先,研究干切滚齿机床的温度场分布特性。根据干切滚齿机床的结构、传动方式、冷却形式等特征分析,建立干切滚齿机床的热源模型;基于干切滚齿机床的多源热流特性,建立结构-热-流体多物理场耦合的干切滚齿机床温度场仿真模型;再结合热成像和仿真模拟实验,揭示干切滚齿机床的温度场分布特性,并提出一种基于干切滚齿机床结构、工艺参数的二维度温度场分布优化策略。其次,从干切滚齿机床结构维度构建基于切屑安息角的温度场分布优化方法。通过干切滚齿的切屑生成机理与运动轨迹分析,阐明切屑的动态流动特性;结合干切滚齿机床工作台的空间几何结构特征,建立以工作台热积聚最小为目标的切屑安息角优化模型,并提出基于遗传算法的切屑安息角寻优方法;通过汽车档齿的干切滚齿仿真实验,对切屑安息角优化方法的应用效果进行有效性分析。然后,从工艺参数维度构建干切滚齿机床主轴最小热积聚的温度场分布优化方法。分析干切滚齿机床主轴的热传递规律,揭示热积聚对机床主轴变形的影响机制;通过干切滚齿机床主轴产散热的量化分析,阐明滚刀主轴和工作台主轴的热积聚特性,建立以滚刀转速、进给量、冷却气体温度等工艺参数为决策变量,以干切滚齿机床主轴热累积量最小和加工效率最高为目标的工艺参数优化模型;利用NSGA-Ⅲ算法对所建模型进行求解,并进行案例研究以验证该方法的有效性。最后,结合上述研究,以MATLAB为平台,开发干切滚齿机床温度场分布优化应用系统,为实现干切滚齿加工的精密高效运行提供支撑工具。

关键词：干切滚齿温度场分布特性优化方法

土壤温度与孔隙度对城市轨道交通杂散电流分布特性影响的研究

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土壤温度与孔隙度对城市轨道交通杂散电流分布特性影响的研究

作者：李文飞兰州交通大学

学位级别：硕士

城市轨道交通因具备“方便、快捷、舒适和安全”等优势，已成为许多大中型城市的重要交通方式。但是，城市轨道交通带来便利的同时，它产生的杂散电流也会对系统的正常运行和检修人员的安全带来巨大安全隐患。本文针对目前研究中存在的... 详细信息

城市轨道交通因具备“方便、快捷、舒适和安全”等优势，已成为许多大中型城市的重要交通方式。但是，城市轨道交通带来便利的同时，它产生的杂散电流也会对系统的正常运行和检修人员的安全带来巨大安全隐患。本文针对目前研究中存在的问题，采用实验与仿真相结合的方法，在获得不同土壤温度和孔隙度对杂散电流影响规律的基础上，建立了可对杂散电流直流干扰范围进行仿真预测的评估模型。本文主要工作如下：　　(1)基于传统电阻分布网络建立了杂散电流分布模型，根据不同土壤电阻率求解得到了土壤中杂散电流的解析式。搭建了杂散电流实验测试平台，并分别将单、双边供电方式下的走行轨—大地、走行轨—排流网—大地两种结构的实验结果与解析结果进行对比，验证了实验测试方案的可行性和正确性。　　(2)开展了多组-15~70℃范围内土壤温度对杂散电流影响的实验测试，并与COMSOL软件的仿真计算结果进行对比分析。结果表明：在单边供电方式相同土质条件下的走行轨—大地结构，杂散电流随温度的升高呈先增大后下降的趋势;在相同的温度下，壤土中杂散电流值最大，砂土次之，砂石土最小。而不同土壤温度杂散电流直流干扰范围与土壤中杂散电流的变化趋势呈逆相关，即杂散电流直流干扰范围随着土壤中杂散电流的增大而减小。　　(3)进行了不同孔隙度下单层和多层土壤样本组合的杂散电流实验测试与COMSOL仿真，并将实验测试结果和仿真结果进行了对比分析。结果表明：单层土壤实验中，在相同孔隙度下，壤土中杂散电流值最大，砂土次之，砂石土最小;对于相同的土质，杂散电流随着土壤孔隙度的减小而增大;在加入不同尺寸石子的情况下，杂散电流的大小随加入石子尺寸的增大而减小。多层土壤实验中，在温度、含水量等条件相同的情况下，杂散电流的大小主要决定于上层土壤的土质及孔隙度，并随着上层土壤孔隙度的减小有明显增大趋势，但随着下层土壤孔隙度的减小呈缓慢增大趋势。不同土壤孔隙度杂散电流直流干扰范围与土壤中杂散电流的变化趋势呈逆相关。

关键词：城市轨道交通杂散电流土壤温度土壤孔隙度分布特性

基于PIV的调节阀内部流场分布特性及稳定性研究

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基于PIV的调节阀内部流场分布特性及稳定性研究

作者：彭佳佳中国矿业大学

学位级别：硕士

煤液化技术可以实现煤炭资源的清洁高效开发利用,是调节我国“富煤少油”能源结构、缓解我国能源危机的关键所在。调节阀是煤液化系统中的关键部件,长期处于高温、高压差等工况下,并且其内部具有复杂的流场结构,严重影响调节阀的使用寿... 详细信息

煤液化技术可以实现煤炭资源的清洁高效开发利用,是调节我国“富煤少油”能源结构、缓解我国能源危机的关键所在。调节阀是煤液化系统中的关键部件,长期处于高温、高压差等工况下,并且其内部具有复杂的流场结构,严重影响调节阀的使用寿命及运行稳定性。本文采用粒子图像测速技术（PIV）对调节阀内部流场分布特性进行实验研究,并结合能量梯度理论确定调节阀内部流场流动失稳的部位以及不同位置的流动稳定性,从流场的角度研究调节阀内部的流道、流场流态及分布机理之间的关系。本文的研究结果对改善调节阀内流场的流动状况以及提高调节阀使用寿命具有重要意义。搭建了粒子图像测速可视化实验系统,选取空心玻璃微珠作为实验示踪粒子,研究了示踪粒子浓度、图像时间间隔、查询区尺寸以及时均场叠加样本数量等实验关键参数对测量结果的影响,确定了适用于煤液化调节阀可视化实验的最佳参数,并且对实验测量系统进行了误差分析。开展了基于PIV的不同进口压力、不同开度工况下调节阀内部流场实验,得到了调节阀内速度场和涡量场在轴向和径向上的分布特性。结果表明:调节阀节流口处有对冲射流,其在阀芯头部下游汇合后形成向下游的整体喷射。流场上游、阀芯头部顶端和阀座壁面附近为油液低速流动区域,其余区域为高速主流区。阀芯头部和下游流道存在介质回流旋涡,高涡量区域主要分布在阀芯头部和壁面处。随着调节阀进口压力的增大,流场高速分布区域、高涡量区域随之增大;随着调节阀开度的增大,速度随之增大,涡量的变化相对较小。数值和实验研究了调节阀内部流场紊动特性,分析了脉动速度均方根和湍动能等湍流统计量的分布情况,基于能量梯度理论分析了调节阀内部流动的稳定性问题。结果表明:调节阀内中心高速主流核心区及阀座壁面附近速度波动能力较弱,在高速主流区域与壁面之间的过渡区域,即剪切层内流体进行强烈的动量交换,致使该位置的速度波动较大,脉动速度均方根、湍动能较高,轴向脉动速度均方根的分布与湍流动能的分布具有相似性。随着进口压力的增大,脉动速度均方根、湍动能值进一步增大。此外,介质回流旋涡区对流动的稳定性基本没有影响,高速主流与周围低速流体的剪切作用是造成流场失稳的主要因素。随着进口压力的增大,整个流场最不稳定的位置分布在节流口下方阀芯和阀座壁面位置以及高速主流核心区外的剪切层内。该论文有图51幅,表5个,参考文献84篇。

关键词：调节阀粒子图像测速技术流场分布特性能量梯度

GIS变电站开关操作空间电磁场分布特性的研究

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GIS变电站开关操作空间电磁场分布特性的研究

作者：付胜军华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

GIS变电站内电磁环境复杂多变,既存在变电站正常运行条件下的由站内外设施设备等产生的稳态电磁场,又存在由开关操作等瞬态过程所引起的宽频域暂态电磁场,其特点是在时域内脉冲上升（下降）时间短、幅度大,在频域内频谱含量丰富,在变电... 详细信息

GIS变电站内电磁环境复杂多变,既存在变电站正常运行条件下的由站内外设施设备等产生的稳态电磁场,又存在由开关操作等瞬态过程所引起的宽频域暂态电磁场,其特点是在时域内脉冲上升（下降）时间短、幅度大,在频域内频谱含量丰富,在变电站空间域内影响范围广。针对目前大量的智能感知和无线通信类的电子设备开始引入GIS变电站,对GIS变电站开关操作时产生的瞬态空间电磁场的分布特性进行研究,能够指导这些新型二次设备在站内的电磁兼容设计,以确保它们的安全可靠运行。文中对一座在网运行的110kV三相共箱式GIS变电站进行了开关操作空间电磁场实测,统计分析了实测电磁场波形的时频域特征参数。在基于时域有限积分技术的CST微波工作室电磁仿真平台上建立了该变电站开关操作空间电磁场的全波仿真模型,通过仿真计算获得了瞬态空间电磁场时域波形及其分布特性,并与实测结果进行了对比分析,验证了仿真模型和计算方法的准确性。为了使得在制定站内新型二次设备电磁兼容策略时更有针对性,在对多种情形下的变电站空间电磁场分布特性进行对比分析的基础上提出可将空间电磁场按其强度大小进行分区。并基于文中对瞬态空间磁场的仿真及实测结果,提出了在制定相应变电站内设备的抗扰度标准时,增加3MHz和20MHz作为标准阻尼振荡磁场试验波形推荐频率,但可采取与原标准中试验等级5相当的磁场强度限值的建议。最后,还对一个GIS模拟试验平台开关操作时的空间电磁场分布进行了仿真预测。

关键词： GIS变电站开关操作空间电磁场分布特性全波仿真

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镍闪速熔炼过程数值仿真

中南大学学报（自然科学版） 2024年第3期55卷 871-881页

作者：陈爱良王子彪刘瑶何利华张希军刘福林卢苏君 HWANG Jiann-Yang 孙丰龙中南大学冶金与环境学院湖南长沙410083 镍钴资源综合利用国家重点实验室甘肃金昌737100 Michigan Technological University HoughtonMI 49931USA

采用数值模拟软件对国内某大型镍厂闪速炉内气相的速度、温度、浓度及不同粒径颗粒的速度和温度分布特性进行研究。研究结果表明:通过COMSOL软件模拟后,喷嘴喷入的混合气流入炉后发生膨胀,在闪速炉内形成涡流,并会向反应塔上部运动发生... 详细信息

采用数值模拟软件对国内某大型镍厂闪速炉内气相的速度、温度、浓度及不同粒径颗粒的速度和温度分布特性进行研究。研究结果表明:通过COMSOL软件模拟后,喷嘴喷入的混合气流入炉后发生膨胀,在闪速炉内形成涡流,并会向反应塔上部运动发生回流;氧化反应主要发生在离反应塔中心1.2 m区域内,在距塔顶5.59 m处氧化反应基本完成,且氧气未被完全消耗,沉淀池出口氧气体积分数为7.70%;喷嘴下方和反应塔中下部存在局部高温区域,反应塔中上部区域出现低温区域;小粒径混合物料颗粒与大粒径混合物料颗粒相比受气体影响程度较大,达到的最大速度更大,且由于着火点低,温度上升较快,控制混合物料颗粒粒径在60~80μm之间熔炼反应效果较好。

关键词：镍闪速熔炼数值模拟分布特性反应塔

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对冲喷头喷雾场液滴分布特性试验

农业机械学报 2018年第12期49卷 116-121,128页

作者：董福龙周宏平茹煜施明宏陈青易克传南京林业大学机械电子工程学院南京210037 安徽科技学院机械工程学院凤阳233100

植保扇形喷头的喷雾扇形面内不同位置处液滴直径是不相同的,呈现接近于U形分布的中间液滴直径小而两侧液滴直径偏大的情况,这导致同高度水平方向上各点处的液滴在靶标上的沉积行为不同,致使防治效果存在差异。本文对出水口孔径1 mm和切... 详细信息

植保扇形喷头的喷雾扇形面内不同位置处液滴直径是不相同的,呈现接近于U形分布的中间液滴直径小而两侧液滴直径偏大的情况,这导致同高度水平方向上各点处的液滴在靶标上的沉积行为不同,致使防治效果存在差异。本文对出水口孔径1 mm和切槽角30°的对冲喷头喷雾场的液滴直径分布特性进行试验,该喷头是基于射流和撞击流耦合作用的新型喷头,发现对冲喷头在喷雾扇形面内的液滴直径呈现中间区域液滴直径较大且均匀而两侧液滴直径较小的特性,如喷施压力0. 4 MPa时在300 mm高度测试面上,喷雾扇形面内中间区域液滴直径在265～268μm,而靠近两侧边缘处的液滴直径在250～252μm,这有利于解决喷杆式喷雾机大田作业时液滴直径分布不均匀的不足;并对喷头这一特性进行理论分析,提出在分裂区的3次雾化(即扰动雾化、撞击雾化和振荡雾化)是引起这一特性的根本原因。同时采用径向不均匀指数对喷雾场的液滴分布均匀特性进行定量表征分析,发现径向不均匀指数能够总体反映喷雾场的非均匀特性,当喷施压力在0. 6～0. 7 MPa范围时,径向不均匀指数在0. 47～0. 51较小范围内变化,说明在该压力范围内工作时喷头喷雾场具有良好的液滴均匀分布特性。

关键词：对冲喷头喷雾场液滴直径撞击流分布特性