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复杂工况下TBM刀盘结构性能评价与分析

哈尔滨工程大学学报 2018年第1期39卷 121-128页

作者：朱晔孙伟霍军周鲍有能大连理工大学机械学院辽宁大连116024

为了解决由于缺少合理的评价体系而导致工程中TBM刀盘结构破坏的问题,本文以疲劳强度、静强度、静刚度、动刚度为评价指标,提出了各个指标的计算方法与评价准则,分析TBM刀盘具体的破坏形式,找出造成破坏的原因及参数,根据不同区域所产... 详细信息

为了解决由于缺少合理的评价体系而导致工程中TBM刀盘结构破坏的问题,本文以疲劳强度、静强度、静刚度、动刚度为评价指标,提出了各个指标的计算方法与评价准则,分析TBM刀盘具体的破坏形式,找出造成破坏的原因及参数,根据不同区域所产生的参数不同的原则将刀盘进行分区。提出一种综合多因素计算权重的方法,综合多方面因素定量的、客观的计算权重值。以辽西北引水工程及吉林引淞工程TBM刀盘为例,对两个刀盘进行结构性能评价并进行比较。结果表明:辽西北的TBM刀盘疲劳强度优于吉林引淞TBM刀盘,而静强度和刚度方面吉林引淞TBM刀盘优于辽西北TBM刀盘。

关键词：刀盘结构刀盘评价评价指标区域划分权重影响因数判断矩阵

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SCV耦合传热特性实验研究与数值模拟

化工学报 2017年第3期68卷 854-863页

作者：韩昌亮任婧杰王焱庆董文平毕明树大连理工大学化工机械学院辽宁大连116024

浸没燃烧式汽化器(SCV)是液化天然气(LNG)接收站中一种必不可少的换热设备,主要通过水浴系统作为中间介质实现烟气与LNG之间的热量传递。搭建一套完整的SCV流动换热实验平台,对其内部复杂的传热特性进行研究。可视化实验结果揭示了汽化... 详细信息

浸没燃烧式汽化器(SCV)是液化天然气(LNG)接收站中一种必不可少的换热设备,主要通过水浴系统作为中间介质实现烟气与LNG之间的热量传递。搭建一套完整的SCV流动换热实验平台,对其内部复杂的传热特性进行研究。可视化实验结果揭示了汽化器内部一些独特的流体动力学现象(局部水浴结冰等),同时通过建立的气液两相混合物与跨临界LNG耦合传热计算模型得到了换热管束内外局部流体温度和局部传热系数分布曲线,并分析了LNG进口压力、LNG入口速度、初始水位高度以及烟气进气量对NG出口温度和水浴温度的影响规律。研究成果能够为SCV国产化设计提供重要参考。

关键词：浸没燃烧式汽化器 LNG 实验流动传热水浴温度数值模拟

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高效气波冷凝装置流动及热力学特性

化工学报 2017年第8期68卷 3039-3048页

作者：于洋刘培启王云磊冷闯赵一鸣王静娴胡大鹏大连理工大学化工机械学院辽宁大连116023

利用空气动力学理论,建立高效气波冷凝波图,采用二维周期性边界模型,以理想气体为介质对高效气波冷凝分离装置流场、温度场进行数值模拟,优化气波冷凝波图,预估装置内部结构参数。建立冷凝系统热力循环模型,对其热力学特性进行分析。同... 详细信息

利用空气动力学理论,建立高效气波冷凝波图,采用二维周期性边界模型,以理想气体为介质对高效气波冷凝分离装置流场、温度场进行数值模拟,优化气波冷凝波图,预估装置内部结构参数。建立冷凝系统热力循环模型,对其热力学特性进行分析。同时搭建实验平台,对影响系统的主要参数进行了研究。实验结果表明:利用激波增压回收高压气源压力能,可以有效恢复脱湿干气压力能。通过回收脱湿干气冷量,预冷下一循环高压进气,可以获得更低冷凝温度。该装置制冷效率存在单值最优点,高效气波冷凝实际内部膨胀效率约为63%,脱湿干气压力能最高恢复90%,且随着制冷压比增大而降低。

关键词：气波冷凝流体动力学数值模拟激波热力学过程设计

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沉浸式汽化器壳程流体传热实验与数值模拟

化工学报 2016年第10期67卷 4095-4103页

作者：韩昌亮任婧杰董文平张康毕明树大连理工大学化工机械学院辽宁大连116024

沉浸式汽化器广泛应用于LNG接收站调峰系统,其中壳程水浴流动传热特性是影响汽化器换热效率的关键因素。为此,利用可视化实验研究与数值模拟两种手段研究了初始水位高度、烟气进气量和进气温度对水浴传热系数的影响规律。研究结果表明:... 详细信息

沉浸式汽化器广泛应用于LNG接收站调峰系统,其中壳程水浴流动传热特性是影响汽化器换热效率的关键因素。为此,利用可视化实验研究与数值模拟两种手段研究了初始水位高度、烟气进气量和进气温度对水浴传热系数的影响规律。研究结果表明:壳程水浴能够吸收烟气携带的显热和水蒸汽冷凝释放的潜热,排烟温度与水浴平衡温度基本相当;水浴在大量换热气泡诱导作用下,通过围堰溢流形成的循环水流能有效冲刷管壁,减薄流动边界层,起到强化传热作用;初始水位高度和进气量匹配关系影响水浴溢流情况,溢流后水浴传热系数明显增加;燃料量和空气量配比情况影响烟气温度和水浴湍流动能,水浴湍流动能较小时,即使烟气进气温度增加水浴传热系数反而减小。本研究可以为沉浸式汽化器的设计提供参考。

关键词：沉浸式汽化器壳程烟气水浴传热数值模拟

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导流锥式超声速旋流分离装置流动特性

化工学报 2016年第6期67卷 2417-2425页

作者：胡大鹏王荧光任文文赵健华刘培启大连理工大学化工机械学院辽宁大连116023

采用二维轴对称模型,以理想空气为介质对超声速旋流分离装置内的流场特性进行了数值模拟。同时搭建实验平台,对小压比条件下影响流场特性和分离性能的结构和操作参数进行了研究。研究结果表明:进出口压比为1.4同时排液通道外壁张角小于1... 详细信息

采用二维轴对称模型,以理想空气为介质对超声速旋流分离装置内的流场特性进行了数值模拟。同时搭建实验平台,对小压比条件下影响流场特性和分离性能的结构和操作参数进行了研究。研究结果表明:进出口压比为1.4同时排液通道外壁张角小于12°时,超声速喷管扩张段内在面积比达1.27的情形下仍不存在气动激波,同时对扩张段内存在激波产生的情况进行分析,得出其原因为在排液口内产生反向压缩波,并向喷管上游移动。通过实验研究得出,压比为1.4,面积比为1.27时超声速旋流分离器分离效率最高,达到20.5%。

关键词：超声速流动流体动力学数值模拟激波离心分离 Mach数

超细水雾增强与抑制甲烷/空气爆炸的机理分析

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煤炭学报 2016年第7期41卷 1711-1719页

作者：曹兴岩任婧杰周一卉王秋菊李一鸣毕明树大连理工大学化工机械学院辽宁大连116024

通过数值模拟方法对密闭容器内部超细水雾与甲烷/空气爆炸火焰的相互作用机理进行研究。采用大涡模型和部分预混燃烧模型分别对爆炸火焰流场和甲烷/空气燃烧过程进行计算;利用欧拉-拉格朗日方法对连续相和离散相方程进行耦合求解,实现... 详细信息

通过数值模拟方法对密闭容器内部超细水雾与甲烷/空气爆炸火焰的相互作用机理进行研究。采用大涡模型和部分预混燃烧模型分别对爆炸火焰流场和甲烷/空气燃烧过程进行计算;利用欧拉-拉格朗日方法对连续相和离散相方程进行耦合求解,实现气液两相间的质量、动量和能量的传递。通过实验验证了模型的准确性,并详细分析了水雾导致爆炸增强与抑制的机理。结果表明:水雾吸收的汽化潜热大于显热,且两者均远大于液滴的动量吸收作用;水雾吸热和汽化膨胀两种效应的共同作用导致增强和抑制爆炸两种相反的结果,液滴粒径、速度和水雾质量浓度将影响火焰面的温度、导温系数、脉动速度和湍流尺度,进而影响火焰传播速度和容器内部的热增速率。

关键词：超细水雾甲烷/空气爆炸增强/抑制数值模拟

超临界二氧化碳微乳液系统的分子模拟研究进展

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化工进展 2017年第3期36卷 774-782页

作者：李颖周丹徐琴琴银建中大连理工大学化工机械学院辽宁大连116024

超临界二氧化碳微乳液体系结合了超临界流体和微乳液的双重优势,成为近年来绿色化学化工研究的一个热点。由于超临界二氧化碳微乳液热力学稳定、物化性质可调、结构组成可设计等,使得其在化学反应、材料制备、萃取分离等领域显示出诱人... 详细信息

超临界二氧化碳微乳液体系结合了超临界流体和微乳液的双重优势,成为近年来绿色化学化工研究的一个热点。由于超临界二氧化碳微乳液热力学稳定、物化性质可调、结构组成可设计等,使得其在化学反应、材料制备、萃取分离等领域显示出诱人的潜在应用前景。本文论述了分子模拟技术在该领域的研究进展,结合应用实例,从分子力场构造、系综选择、并行算法优化、自组装过程机理、如何认识体系水力学特性等诸多方面,较为系统地进行了回顾与总结。为了解此类复杂体系中组分间的相互作用,还讨论了离子液体/水、离子液体/二氧化碳等二元体系的分子模拟。认为二氧化碳包离子液体型微乳液是应该关注的新方向,分子模拟技术在超临界二氧化碳微乳液理论研究方面具有优势,研究工作亟待加强。

关键词：超临界二氧化碳离子液体微乳液分子模拟热力学性质

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支撑型离子液体膜的制备、表征及稳定性评价

化学进展 2013年第10期25卷 1795-1804页

作者：刘一凡马玉玲徐琴琴银建中大连理工大学化工机械学院大连116024

支撑型离子液体膜是将离子液体负载于基膜孔道内形成的复合型液体膜。它同时具备了离子液体优良的溶剂特性以及膜分离高效率的优势,加之分离过程简单、经济性好,成为研究CO2捕捉的热点课题。将这种膜分离技术用于天然气和烟道气脱硫脱碳... 详细信息

支撑型离子液体膜是将离子液体负载于基膜孔道内形成的复合型液体膜。它同时具备了离子液体优良的溶剂特性以及膜分离高效率的优势,加之分离过程简单、经济性好,成为研究CO2捕捉的热点课题。将这种膜分离技术用于天然气和烟道气脱硫脱碳,关键取决于膜的稳定性和质量。优质基膜、功能化离子液体以及科学的制备方法是保证支撑型离子液体膜性能的重要因素。首先,本文总结了已发展的各种制备支撑型离子液体膜的方法、主要表征手段,分析比较了其优缺点。其次,对于影响其稳定性和使用寿命的主要因素进行了分析评价。在此基础上,指出了控制膜质量需要重视的关键科学问题和今后应该重点发展的研究方向,旨在推动该技术的应用基础研究和工业化开发。

关键词：离子液体支撑型液膜二氧化碳捕捉制备工艺稳定性

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齿轮传动方案数字化设计的研究

机械传动 2021年第11期45卷 16-21页

作者：单巍王连吉马雅丽王广建大连理工大学机械学院辽宁大连116033

建立齿轮传动方案设计的知识单元,提取知识单元的运动、动力以及结构属性,依据机械运动方案设计的状态空间理论,将知识单元的运动及动力属性转换为特征矢量,从而使齿轮传动方案求解转换为矩阵计算,并将知识单元动力属性与三维参数化模... 详细信息

建立齿轮传动方案设计的知识单元,提取知识单元的运动、动力以及结构属性,依据机械运动方案设计的状态空间理论,将知识单元的运动及动力属性转换为特征矢量,从而使齿轮传动方案求解转换为矩阵计算,并将知识单元动力属性与三维参数化模型相关联,通过知识单元参数化模型的配合实现传动方案的可视化。建立齿轮传动方案的知识单元库并转换为相应的数据结构,在知识单元的串并联组合基础之上,实现知识单元混联组合的方案求解。运用VS开发工具开发齿轮传动方案设计模块,输出满足用户需求的齿轮传动方案三维模型以及方案相关详细信息。

关键词：齿轮传动数字化设计方案设计知识单元