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基于分段线性化的泥浆一维电渗脱水模型

郑州大学学报（工学版） 2024年第3期45卷 22-28页

作者：岑勋云刘忠玉张景伟罗文培汪良强郑州大学土木工程学院河南郑州450001 郑州三和水工机械有限公司河南郑州450120

为进一步深入探讨泥浆电渗脱水的影响因素,基于分段线性化方法,建立了泥浆一维电渗脱水模型。该模型考虑了电势梯度、孔隙比等因素对泥浆电渗透系数的综合影响,可以描述泥浆的非线性应力应变关系和大变形效应。与相关解析解及室内模型... 详细信息

为进一步深入探讨泥浆电渗脱水的影响因素,基于分段线性化方法,建立了泥浆一维电渗脱水模型。该模型考虑了电势梯度、孔隙比等因素对泥浆电渗透系数的综合影响,可以描述泥浆的非线性应力应变关系和大变形效应。与相关解析解及室内模型试验的对比结果表明:所提模型分析结果的误差不超过5%。在此基础上,分析了加载电压、压缩指数、电渗透系数等参数对泥浆电渗脱水过程的影响,结果表明:增大加载电压和电渗透系数,可提高最终脱水量和缩短稳定时间;随着泥浆压缩性的提高,泥浆最终脱水量增大、稳定时间延长。

关键词：电渗脱水泥浆分段线性化电势电渗透系数模型试验

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基于改进N-K模型的地铁盾构掘进安全风险耦合研究

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中国安全科学学报 2024年第2期34卷 67-75页

作者：张建设黄艳龙李瑚均陈辉华何况代姿爽河南理工大学土木工程学院河南焦作454000 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 郑州地铁集团有限公司河南郑州450014

为预防和控制地铁盾构掘进施工过程中的关键安全风险,并精准判断哪些风险耦合情境是导致事故发生的显著情境,提出改进N-K模型研究地铁盾构掘进安全风险耦合;综合运用文献研究、事故案例、专家访谈等方法,辨识地铁盾构掘进的关键安全风... 详细信息

为预防和控制地铁盾构掘进施工过程中的关键安全风险,并精准判断哪些风险耦合情境是导致事故发生的显著情境,提出改进N-K模型研究地铁盾构掘进安全风险耦合;综合运用文献研究、事故案例、专家访谈等方法,辨识地铁盾构掘进的关键安全风险因素;基于N-K模型提出新的地铁盾构掘进安全风险耦合评估模型,并选用安全事故案例验证该模型的适用性。结果表明:辨识得到地铁盾构掘进关键安全风险因素清单,包括4类一级风险因素,21个二级风险因素;地铁盾构掘进施工安全风险随着耦合因素种类的增加而变大,4因素风险耦合值最高,3因素风险耦合值次之,双因素风险耦合值最低,作业人员安全意识薄弱和机械故障参与作用的耦合情境更容易发生安全事故。

关键词：改进N-K模型盾构掘进施工安全风险风险因素风险耦合

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笼型异步电机故障诊断实验台设计

机械设计与制造 2024年第5期399卷 141-145页

作者：徐平马宗正马海舒河南工程学院土木工程学院河南郑州451191 河南工程学院机械工程学院河南郑州451191

异步电机是最常见的电气设备,在国民生产活动中占有重要的地位,电机故障诊断能够有效降低事故发生率和企业运行成本,对其进行研究有着重要的意义。为此以常用的笼型异步电机故障为对象,在完成电机及负载的选择、故障设置和电气系统设计... 详细信息

异步电机是最常见的电气设备,在国民生产活动中占有重要的地位,电机故障诊断能够有效降低事故发生率和企业运行成本,对其进行研究有着重要的意义。为此以常用的笼型异步电机故障为对象,在完成电机及负载的选择、故障设置和电气系统设计的基础上,以电压、电流作为基本分析信号,完成了故障诊断实验台的开发。在该实验台上设置了气隙偏心、转子断条和匝间短路等三种故障,通过对输出电流信号进行了傅里叶变换和Park变换,对其故障特征进行了对比分析。结果表明,当电机存在气隙偏心故障时,在25Hz及75Hz频率点附近出现特征分量,当存在转子断条故障时,分别在频率为44.9Hz、45.9Hz、54.1Hz及55.1Hz处出现特征分量,当存在匝间短路故障时,Park轨迹图的椭圆形扁平程度会随着故障程度的增加越来越高。

关键词：异步电动机故障诊断实验台

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基于液压储能器的制动能量回收试验台研制

实验技术与管理 2024年第8期41卷 150-155页

作者：徐平马宗正王赛飞张双飞河南工程学院土木工程学院河南郑州451191 河南工程学院机械工程学院河南郑州451191 中原工学院机电学院河南郑州450007

该文研制了基于液压储能器的制动能量回收试验台,试验台用飞轮模拟车辆的转动惯量,利用液压泵回收能量,将能量存储于蓄能器。该文基于上述工作原理完成了试验台零部件选型和支撑结构的设计,同时基于STM32单片机设计了控制系统硬件,并开... 详细信息

该文研制了基于液压储能器的制动能量回收试验台,试验台用飞轮模拟车辆的转动惯量,利用液压泵回收能量,将能量存储于蓄能器。该文基于上述工作原理完成了试验台零部件选型和支撑结构的设计,同时基于STM32单片机设计了控制系统硬件,并开发了控制程序,可实时测量转速和蓄能器压力信号。该试验台能够模拟制动能量回收过程,分析不同条件下的能量回收和释放过程。

关键词：制动能量回收模拟试验台设计开发

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地槽通风高大平房仓仓内温度场研究

食品与机械 2024年第6期40卷 152-157页

作者：张淑媛王森侯耀龙陈曦张祥祥郑州铁路职业技术学院河南郑州451460 河南工业大学土木工程学院河南郑州450001

[目的]研究高大平房仓地槽通风对仓内温度的影响。[方法]利用数值模拟软件COMSOL,对仓房尺寸为60 m×24 m,装粮高度为6 m的高大平房仓进行96 h机械通风条件下的温度场数值模拟,通过建立质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,分析不同通风... 详细信息

[目的]研究高大平房仓地槽通风对仓内温度的影响。[方法]利用数值模拟软件COMSOL,对仓房尺寸为60 m×24 m,装粮高度为6 m的高大平房仓进行96 h机械通风条件下的温度场数值模拟,通过建立质量守恒、动量守恒和能量守恒方程,分析不同通风方式条件下仓内温度场变化情况,并对不同单位通风量工况进行数值模拟拓展。[结果]机械通风36 h后,仓内装粮线以下粮堆大部分已降至15℃;机械通风96 h后,粮堆温度已降至15℃以下,距离仓底1~6 m处粮层温度均降至15.2℃以下;单位通风量从3 m^(3)/(h·t)增至8 m^(3)/(h·t)时,粮堆降温速度变快。[结论]在地槽通风条件下,粮堆温度从仓底逐渐降低,并呈圆弧状进行扩散;仓内粮堆温度变化出现一定的迟滞,随着距离仓底距离的逐渐增加,粮层温度降温速率逐渐减小;随着单位通风量的增大,粮堆的降温效果更好。

关键词：粮食高大平房仓地槽通风单位通风量温度场 COMSOL

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矿用硬岩巷道机械化掘进破岩形式研究现状及展望

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煤炭科学技术 2024年第S1期52卷 259-268页

作者：李潮鲁义强陈召易海洋王明耀华北科技学院建筑工程学院河北廊坊065201 中铁工程装备集团有限公司河南郑州450000 同济大学土木工程学院上海200092 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003

硬岩巷道快速掘进是实现煤矿智能高效开采的重要环节,悬臂掘进机、TBM和底切割装备都在尝试解决这一难点,掘进技术和装备的发展直接影响采矿的安全生产和经济效益。首先,总结了悬臂掘进机在硬岩截割工况的适用范围和截齿消耗现状,分析... 详细信息

硬岩巷道快速掘进是实现煤矿智能高效开采的重要环节,悬臂掘进机、TBM和底切割装备都在尝试解决这一难点,掘进技术和装备的发展直接影响采矿的安全生产和经济效益。首先,总结了悬臂掘进机在硬岩截割工况的适用范围和截齿消耗现状,分析截割破岩形式的现场试验,发现在较高的岩石强度条件下,截齿消耗量较正常磨损翻倍,掘进速度与开采速度的不匹配,严重制约了矿井生产。其次,分析了滚刀破岩形式和装备在矿山领域的应用和新产品现状,得出移动式矿用掘进设备采用滚刀挤压破岩,块状渣土少,粉末多,刀盘推力小,导致破岩能力不足。最后,分析了线性底切割破岩技术和非线性底切割技术的原理和装备研发现状。结果表明:随着振荡频率的提高,切削力显著降低,非线性底切割破岩单位体积消耗能量少,优势明显。但在硬岩条件下的掘进效率、设备稳定性等关键问题有待验证,非线性底切割技术有望突破未来矿山硬岩掘进的技术难题。

关键词：硬岩巷道掘进技术破岩形式截齿破岩滚刀破岩底切割技术

飞轮储能蓄能器挖掘机动臂设计及负载特性分析

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中国工程机械学报 2024年第3期22卷 337-340,357页

作者：李竞克王强河南建筑职业技术学院土木工程系河南郑州450064 河南科技大学信息工程学院河南郑州452370

对飞轮储能蓄能器进行分析,在动臂驱动系统中加入了蓄能器以及轴向柱塞马达,以实现储存更多挖掘机动臂能量和节能控制的效果。研究利用速度传感器把测试得到的负载速度信号传输到比较器中,根据检测数据完成柱塞马达排量的实施调节功能,... 详细信息

对飞轮储能蓄能器进行分析,在动臂驱动系统中加入了蓄能器以及轴向柱塞马达,以实现储存更多挖掘机动臂能量和节能控制的效果。研究利用速度传感器把测试得到的负载速度信号传输到比较器中,根据检测数据完成柱塞马达排量的实施调节功能,最终达到稳定的运行速度。研究结果表明:挖掘机阀控系统中选择一个循环下的液压执行元件进行能量利用率分析,执行元件的能量利用率达到了主泵输出的近81%,动臂能量回收占比为17.5%,回转机构的能量回收比例达到主泵输出能量8.9%。负载从位移为0的初始状态发生线性增大,表现出了稳定的运动性能,最终达到2.8 m的位移。环形活塞的压力与位移之间呈现线性变化的特征。位移由0提高到172 mm,压力则由2.1 MPa提高到3.2 MPa,实现了稳定的控制性能。

关键词：液压挖掘机飞轮储能蓄能器 AMESim仿真动臂负载特性

排烟口朝向与挡烟垂壁对地铁站台排烟效果的影响

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中国安全生产科学技术 2024年第1期20卷 107-113页

作者：钟委吴英昊田英梁天水王珍珍高子鹤郑州大学力学与安全工程学院河南郑州450001 郑州大学土木工程学院河南郑州450001

为提高地铁站台的排烟效果,采用数值模拟方法,对地铁站不同排烟口朝向的机械排烟系统排烟效果进行分析,并进一步对比挡烟垂壁高度对排烟效果影响。研究结果表明:排烟口朝向不是影响烟气控制效果的主要因素,顶面排烟的排烟效果最佳,其总... 详细信息

为提高地铁站台的排烟效果,采用数值模拟方法,对地铁站不同排烟口朝向的机械排烟系统排烟效果进行分析,并进一步对比挡烟垂壁高度对排烟效果影响。研究结果表明:排烟口朝向不是影响烟气控制效果的主要因素,顶面排烟的排烟效果最佳,其总排热量是底面排烟的1.32倍,总排烟量是底面排烟的1.19倍;并通过分析3种排烟系统吸入烟气的方式和温度解释排烟效果产生差异的原因;增设挡烟垂壁可起到良好的控烟效果,当挡烟垂壁下沿高度分别降低至3.5,3.0,2.5 m时,顶面排烟,侧面排烟和底面排烟能够将烟气控制在起火防烟分区;挡烟垂壁与机械排烟系统具有协同作用,设置挡烟垂壁可以有效改善排烟效果,因此建议采用排烟管道顶面开口的排烟方式,并可通过设置一定高度的挡烟垂壁提高现有排烟系统的排烟效果。研究结果可为地铁站台排烟系统设计提供参考与借鉴。

关键词：地铁站台排烟口朝向机械排烟挡烟垂壁

R134a制冷机组中压缩机和回热器性能的试验研究

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流体机械 2024年第7期52卷 8-14,97页

作者：司化申道明夏锦红桂超薛松涛新乡学院土木工程与建筑学院河南新乡453000 新乡职业技术学院河南新乡453000 日本东北工业大学建筑学科日本仙台982-8577

为研究R134a制冷机组中压缩机和回热器运转性能,以制冷机组运行压比为调节变量,使用压缩机排气温度、功耗、等熵效率、机组制冷量及系统能效比COP为评价指标,采用单一变量法对两元件运转性能进行测试。试验运行中,主要通过控制制冷机组... 详细信息

为研究R134a制冷机组中压缩机和回热器运转性能,以制冷机组运行压比为调节变量,使用压缩机排气温度、功耗、等熵效率、机组制冷量及系统能效比COP为评价指标,采用单一变量法对两元件运转性能进行测试。试验运行中,主要通过控制制冷机组蒸发温度、冷凝温度实现压缩机压比的调节。结果表明:压缩机排气温度、功耗随压缩机压比的增加而增大,机组制冷量、COP及压缩机等熵效率随压缩机压比的增加而减小;压缩机功耗与蒸发温度呈负相关,而其他性能指标与蒸发温度呈正相关。根据试验数据揭示压缩机等熵效率与压缩机压比之间的内在联系,所获取模型可实现压缩机等熵效率的高精度预测,预测平均误差约为0.45%。基于试验数据对比分析了回热器应用前后压缩机功耗、机组性能的变化趋势,除回热器在低压比工况下可明显提升机组制冷量外,在大部分工况下回热器可通过降低压缩机功耗提升机组整体性能。

关键词：压缩机回热器压比排气温度等熵效率理论模型