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3D打印矩形粗糙通道内火箭煤油流动换热特性试验方法研究

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 47-55,67页

作者：刘朝晖彭乐钦李沛奇杨宝娥王玫西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049 西安航天动力研究所航天液体动力全国重点实验室西安710100

为探究3D打印再生冷却通道在液体火箭发动机推力室中的替代应用特性,研制了具有不同内表面粗糙度的正弦波纹结构3D打印304不锈钢矩形通道。内截面名义尺寸为2.0 mm×2.0 mm,设计粗糙度分别为6.3、25.0、100.0μm,实际粗糙度Ra分别为11.8... 详细信息

为探究3D打印再生冷却通道在液体火箭发动机推力室中的替代应用特性,研制了具有不同内表面粗糙度的正弦波纹结构3D打印304不锈钢矩形通道。内截面名义尺寸为2.0 mm×2.0 mm,设计粗糙度分别为6.3、25.0、100.0μm,实际粗糙度Ra分别为11.88、12.70、17.53μm,通过将高温电阻率法和像素法相结合获得了3D打印通道的实际内径和壁厚,修正了火箭煤油流动换热的内壁温和热流密度,建立了3D打印粗糙通道内火箭煤油流动换热特性试验研究方法。试验参数如下:压力处于15~20 MPa范围、质量流速在12 450~24 900 kg·m-2·s-1之间、热流密度为5~15 MW·m-2、流体温度为-150℃。研究结果表明:火箭煤油流动换热特性受到热流密度、流体温度和质量流速的影响;流体温度处于50~135℃范围内,换热系数增加约25%~33%;热流密度处于5.0~15.0 MW·m-2范围内,换热系数增加了8.3%;质量流速为12 450~24 900 kg·m-2·s-1范围内,换热系数增加了60.2%。粗糙度增加对火箭煤油流动换热起到强化作用,粗糙度从11.88μm增加到17.53μm时,换热强化幅度超过20%以上。该研究可为3D打印通道在火箭发动机推力室中的替代应用提供参考。

关键词： 3D打印矩形通道流动换热粗糙度火箭煤油

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乳清蛋白-果胶高内相乳液凝胶对低脂再制奶酪的品质影响

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食品科学 2025年第2期46卷 57-64页

作者：李红娟李振任钏袁玉京李可邱晓豹李洪波于景华天津科技大学食品科学与工程学院食品营养与安全国家重点实验室天津300457

以乳清蛋白和果胶、葡聚糖为主要原料,采用酸诱导法制备乳清蛋白-果胶乳液凝胶(whey protein-pectin emulsion gel,WP)和乳清蛋白-葡聚糖乳液凝胶(whey protein-glucan emulsion gel,WG),比较35%、75%分散相体积分数凝胶(分别记为WP35、... 详细信息

以乳清蛋白和果胶、葡聚糖为主要原料,采用酸诱导法制备乳清蛋白-果胶乳液凝胶(whey protein-pectin emulsion gel,WP)和乳清蛋白-葡聚糖乳液凝胶(whey protein-glucan emulsion gel,WG),比较35%、75%分散相体积分数凝胶(分别记为WP35、WG35、WP75、WG75)的功能特性,并进一步探究高内相乳液凝胶作为脂肪替代物在低脂再制奶酪中的代脂效果。结果表明:WP75的平均粒径最小,脂肪分布均匀,蛋白质网络结构稳定。乳液凝胶样品在0.1~10 Hz内弹性模量(G′)和黏性模量(G″)都随油相体积分数的升高呈上升趋势,其中WP75抵抗形变能力、热稳定性及持水性都优于其他样品。样品15%-WP75(添加WP75,脂肪质量分数15%的再制奶酪)油析性减弱,熔化性增强,质构特性与全脂对照无明显差异。研究表明乳清蛋白与果胶制备的高内相乳液凝胶在低脂奶酪产品有较好的脂肪替代效果,在低脂乳制品加工中具有良好的应用潜力。

关键词：乳清蛋白果胶葡聚糖高内相乳液凝胶低脂再制奶酪

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多炮孔岩体等离子体爆破定向致裂机理研究

工程科学学报 2025年第2期47卷 259-270页

作者：李雪王传兵王雁冰梅洪嘉李琰庆王兆阳肖殿才淮南矿业(集团)有限责任公司深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室淮南232000 中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083

为了研究等离子爆破技术结合切缝管和预切槽技术的定向致裂效果,开展等离子体电脉冲定向致裂试验,探究不同切缝管切缝形状和不同预切槽间距下等离子体爆破定向致裂机理和定向断裂效果,对比分析不同定向形式作用下等离子体爆破岩石定向... 详细信息

为了研究等离子爆破技术结合切缝管和预切槽技术的定向致裂效果,开展等离子体电脉冲定向致裂试验,探究不同切缝管切缝形状和不同预切槽间距下等离子体爆破定向致裂机理和定向断裂效果,对比分析不同定向形式作用下等离子体爆破岩石定向断裂贯通效果.结果表明,与正楔形切缝管和平切形切缝管相比,切缝管岩石试件中倒楔形结构中产生的应力峰值最大,聚能效果最显著,其定向贯通岩石效果更显著.预切槽岩石的电爆聚能致裂效果随着钻孔切槽间距的增加而减小.切槽间距为40 mm时,预切槽岩石试件等离子体电脉冲的聚能效果优异,产生定向裂纹的效果明显优于切槽间距为50 mm和60 mm的预切槽岩石试件.同时,预切槽定向形式的等离子体爆破定向致裂效果相对于切缝管定向致裂效果更为显著.

关键词：等离子体电脉冲爆破定向致裂切缝管预切槽数值模拟

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露天边帮开采中充填方式的探讨

煤矿机械 2025年第1期46卷 99-101页

作者：任晓力中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原030006 山西天地煤机装备有限公司太原030006 煤矿采掘装备国家工程实验室太原030006

针对我国露天边帮开采充填的现状,结合井工开采充填的方式,介绍了矸石充填、膏体充填和高水充填3种边帮充填方式的优缺点,探讨了3种井工开采充填方式应用到露天边帮开采充填的可行性,为露天边帮开采充填设计者提供了一些思路。

关键词：露天边帮开采充填膏体充填高水充填

LightGCNet：基于轻量化卷积网络的深度色域压缩算法

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计算机科学与探索 2025年第1期 196-210页

作者：杨晨徐昊朱佳伟吴秦柴志雷江南大学人工智能与计算机学院江苏省模式识别与计算智能工程实验室

色域压缩是大色域向小色域进行转换时保持色彩信息的关键技术。经典算法虽计算快速，但处理结果缺乏细节且没有考虑人眼的感知特性，难以满足人们对色彩品质不断提升的要求。迭代算法处理效果更佳，但极其耗时，无法投入实际应用。针对... 详细信息

色域压缩是大色域向小色域进行转换时保持色彩信息的关键技术。经典算法虽计算快速，但处理结果缺乏细节且没有考虑人眼的感知特性，难以满足人们对色彩品质不断提升的要求。迭代算法处理效果更佳，但极其耗时，无法投入实际应用。针对上述问题，提出了轻量化的深度色域压缩方法，该方法可在逼近迭代算法计算效果的同时保持接近经典算法的速度。为色域压缩算法设计了LightGCNet模型，该网络中的双层卷积由DSC与DW卷积组合而成，相比常规U-Net，参数量与计算复杂度急剧降低。为进一步提高模型先验性，将预训练得到的DW卷积中多个核通道进行重聚焦操作以建立联系，最终权重由重聚焦权重和预训练权重组成。针对色相、明度、彩度这三个色彩属性，设计了色域压缩专用的损失函数。该函数不仅考虑了像素级损失，而且融合了图像感知损失，并联合色彩属性的多尺度信息进行加权，解决了深度色域压缩过程中细节丢失的问题。基于迭代算法生成标签以训练网络，联合学习目标色域特征与图像信息，实现了与迭代算法相当的效果。实验结果表明：该方法与业界经典的SGCK算法相比，iCID值降低了17.08%,SSIM值提高了5.30%。相比常规U-Net模型，LightGCNet参数量减少了82.96%，乘加次数从8.5GFLOPs大幅下降至2.2GFLOPs，使改良模型更适于低端设备部署。该模型在CPU上处理单幅512×512图像仅需0.208s，计算时间比迭代类算法减少99.92%。

关键词：色域压缩轻量化深度学习色彩管理

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新型悬臂式掘进机横轴截割头的研制

煤矿机械 2025年第1期46卷 60-62页

作者：董良中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原030006 煤矿采掘机械装备国家工程实验室太原030006 山西天地煤机装备有限公司太原030006

作为煤矿采掘机械中破岩落煤的关键部件,横轴式截割头相比纵轴式截割头在硬岩截割时具有更好的破岩效率和适应性。相比山特维克AHM105横轴截割头结构,通过在联接结构、头体结构、齿座结构、大端结构等方面的创新,采用八方结构联接、前... 详细信息

作为煤矿采掘机械中破岩落煤的关键部件,横轴式截割头相比纵轴式截割头在硬岩截割时具有更好的破岩效率和适应性。相比山特维克AHM105横轴截割头结构,通过在联接结构、头体结构、齿座结构、大端结构等方面的创新,采用八方结构联接、前后截割头体结合防剪切销组焊、J形坡口齿座、一体化耐磨头体大端等结构,成功研制了新型悬臂式掘进机横轴截割头,通过井下应用验证了该截割头在截割全岩过程中具有较高的可靠性和稳定性。研究内容为横轴式截割头的研发和创新提供了参考,具有一定的实用和推广价值。

关键词：悬臂式掘进机横轴式截割头研制

掘进工作面运输系统远程集中控制系统设计与应用

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煤矿机械 2025年第1期46卷 4-6页

作者：范柄尧刘国鹏中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原030006 山西天地煤机装备有限公司太原030006 煤矿采掘机械装备国家工程实验室太原030006

针对掘进工作面运输系统智能化不足的现状,设计了一种运输系统远程集中控制系统。该系统融合多传感器技术,实时采集各运输设备的关键运行参数,为远程集中控制提供数据基础。通过构建无线数据通信网络,将各运输系统数据传输至远程集控中... 详细信息

针对掘进工作面运输系统智能化不足的现状,设计了一种运输系统远程集中控制系统。该系统融合多传感器技术,实时采集各运输设备的关键运行参数,为远程集中控制提供数据基础。通过构建无线数据通信网络,将各运输系统数据传输至远程集控中心。通过设计远程集控中心监控软件,展示运输系统实时状态画面,为远程集中控制功能提供数据支撑。现场试验表明,该系统显著增强了掘进工作面运输系统的作业稳定性与智能化水平,提高了煤矿运输的安全性与效率。

关键词：远程集中控制无线通信监控软件掘进工作面

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曲柄摇臂式开槽机截割稳定性分析

煤矿机械 2025年第1期46卷 77-79页

作者：焦宏章山西天地煤机装备有限公司太原030006 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原030006 煤矿采掘机械装备国家工程实验室太原030006

针对现有开槽机的不足,设计了一种曲柄摇臂式开槽机,对其工作过程中的稳定性进行了分析。在截割头卡死主臂以最大转矩输出条件下,开底槽过程中最小倾覆安全系数为1.78、开左帮槽过程中最小倾覆安全系数为2.27、开顶槽过程中最小倾覆安... 详细信息

针对现有开槽机的不足,设计了一种曲柄摇臂式开槽机,对其工作过程中的稳定性进行了分析。在截割头卡死主臂以最大转矩输出条件下,开底槽过程中最小倾覆安全系数为1.78、开左帮槽过程中最小倾覆安全系数为2.27、开顶槽过程中最小倾覆安全系数为1.14、开右帮槽过程中最小倾覆安全系数为1.22,验证了极端工况下整机的稳定性和可靠性。

关键词：曲柄摇臂开槽截割稳定性截割机械臂

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巷道高空作业机构的设计与模态分析

煤矿机械 2025年第1期46卷 26-29页

作者：贾建伟中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原030006 山西天地煤机装备有限公司太原030006 煤矿采掘机械装备国家工程实验室太原030006

介绍了巷道架棚设备所用的高空作业机构的结构及其在使用过程中的受力状态,通过对2种工况的静力学分析得出了高空作业机构最恶劣的受力状态。最后对四级伸缩机械臂做了8阶模态分析,验证了四级伸缩机械臂不会与整机发生共振现象,为整机... 详细信息

介绍了巷道架棚设备所用的高空作业机构的结构及其在使用过程中的受力状态,通过对2种工况的静力学分析得出了高空作业机构最恶劣的受力状态。最后对四级伸缩机械臂做了8阶模态分析,验证了四级伸缩机械臂不会与整机发生共振现象,为整机结构设计提供了部分理论基础。

关键词：高空作业机构四级伸缩臂模态分析巷道架棚机