FLNG填料塔内气体分布器适应性试验

填料塔作为现代化工工艺生产中不可或缺的处理设备,其性能在一定程度上受到气体分布器的影响,均布效果优良的气体分布器可一定程度提高填料塔的吸收效果。双切向环流式气体分布器因其压降低、液沫夹带量小、气体分布效果较好等特性而被广泛应用于填料塔内。以双切向环流式气体分布器为研究对象,分别选取静止状态和16 s周期下横摇、纵摇、艏摇8°及横荡、纵荡、垂荡150 mm的工况进行实验研究,对海上晃动条件下FLNG填料塔内气体分布器适应性开展研究。结果表明:在6个自由度晃动中,除横荡工况下气体分布不均匀,其系数较静止时增加3.03%,其余晃动工况对气体均布有一定的促进效果,故气体分布器在FLNG填料塔内的设计可与陆上保持一致。     

气力板式蔬菜排种器气室真空流场仿真分析

【目的】优化气力板式蔬菜排种器气室结构参数,简化气室气流体为定常不可压的湍流模型.【方法】选用ANSYS软件的FLOTRAN模块,对不同气室结构参数进行仿真分析.【结果和结论】相对整体矩形空腔结构,矩形横槽和纵槽连通气室结构更能节省气流量,提高整体强度;双气源口结构相比单气源口结构相对压力损失小,流场分布均匀性更好;优化的气源口位置在距排种器两侧边缘第4个和第5个吸种孔之间;气室槽深越大,过渡区域相对压力损失越小,吸种孔入口处的相对压力和速度分布越均匀,但排种器整体结构尺寸增大,气腔内形成一定相对压力的稳定流场所需时间更长,槽深取4 mm综合较好.验证试验结果表明,在吸种孔入口中心处,仿真分析结果与实际测量结果比较接近,趋势上具有较高一致性,表明仿真分析优化气室结构参数可行.     

喷雾车计算机动态模拟中圆柱型储液罐中液体影响的动力模型

本文介绍了一种通过实验和分析建立储液罐中液体晃动影响的动力模型的方法．在车辆的计算机动力性能模拟中采用该模型可以计入液体晃动对整车的影响，从而提高模拟的精度     

喷雾车计算机动态模拟中圆柱型储液罐中液体影响的动力模型

本文介绍了一种通过实验和分析建立储液罐中液体晃动影响的动力模型的方法，在车辆的计算机动力性能模拟中采用该模型可以计入液体晃动对整车的影响，从而提高模拟的精度。     

填料塔内液体分布对晃荡敏感性的研究进展

填料塔是海上浮式生产系统中天然气预处理的重要设备,在海上油气田特殊环境下,填料塔内会存在较为严重的液体不均匀分布,降低填料塔的传质性能。通过调研国内外有关晃荡条件下填料塔内气液流场和传质性能的研究现状,分别从实验研究、数值模拟研究、机理模型法3个方面分析了国内外的研究进展:实验研究方面主要集中于国外,研究内容主要为晃荡条件对填料塔整体性质的影响,部分涉及流型的变化情况;数值模拟研究方面主要从宏观尺度研究晃荡条件对填料塔内气液流场的影响;机理模型法进行改进后首次用于分析海上条件对规整填料塔内液体分布的影响,为填料塔的研究提供了新的研究思路。结合工程实际,指出了晃荡条件下填料塔内运行性能研究方法的不足和今后的研究重点,可为浮式环境中填料塔的优化设计提供一定参考。     

爆炸荷载作用下LNG全容罐安全性优化设计

为了确保LNG储罐运行期间的安全性,对爆炸荷载作用下LNG全容罐结构安全性优化进行研究。建立了考虑储罐内液体晃动的储罐爆炸分析有限元模型,采用冲击和对流弹簧-质点模型模拟LNG的晃动形态;对储罐进行时程分析,确定储罐结构的动态响应;采用M-N曲线对储罐安全性进行分析,并对不满足安全性要求的情况提出解决方案,对LNG全容罐抗爆能力进行优化设计。研究结果表明:在爆炸荷载作用下,LNG全容罐结构响应呈周期性衰减趋势,爆炸主要影响区域位于储罐穹顶与外墙连接处,且对环向安全性的影响大于径向;降低爆炸荷载峰值压力和增加构件配筋,均能有效提高LNG全容罐的安全性。(图12,表2,参20)     

冷却剂参数对铣槽喷管低周疲劳寿命的影响

采用有限体积流固耦合计算方法、非线性有限元热结构耦合分析方法和局部应变法研究大面积比铣槽喷管三维再生冷却槽道在循环工作条件下的热结构变形与低周疲劳寿命,并对比分析了冷却剂质量流量与入口温度对铣槽喷管疲劳使用寿命的影响。计算结果表明,铣槽喷管热结构响应呈现复杂的三维效应,应变较大位置主要分布在与肋连接的内衬区域,喷管中部的残余应变量最大；冷却槽道低周疲劳寿命分布和热结构响应基本一致,最小寿命位于喷管中部与肋相连的内衬区域燃气侧；随冷却剂质量流量增加,铣槽喷管低周疲劳寿命不断提高；随冷却剂入口温度增加喷管尾部低周疲劳寿命值不断降低,而喷管中前部的低周疲劳寿命值却不断提高,当冷却剂入口温度为280K左右时,本文的铣槽喷管总体使用寿命达到最大。      

自走式谷物联合收割机倾斜输送器设计

为了解决倾斜输送器质量过重问题,建立了倾斜输送器有限元模型,利用有限元分析软件NX NASTRAN对倾斜输送槽进行静力学分析,计算了倾斜输送槽在水平弯曲和扭转工况下的应力分布及变形;选择Altair Hyper Opt软件模块,对倾斜输送槽进行轻量化设计。结果表明,经过尺寸优化,倾斜输送槽的质量降幅为12.33%,实现了轻量化设计目标。     

液罐车稳定性最优控制仿真

针对重型液罐车在紧急避障或转弯时液体和车体相互耦合作用引发的侧翻危险,用势流理论建立液体晃动控制方程并求解液体晃动力和力矩,结合半挂车刚体模型,将液体晃动模型统一到液罐车整车模型中。在鱼钩工况下,对比分析装载等质量液体和固体在激励作用下对罐车稳定性的影响。在非稳态因素影响下,设计了最优控制策略,并进行TruckSim/Simulink 联合仿真分析。结果表明:最优控制策略提高了车辆的鲁棒性,对增强液罐车的稳定性具有指导意义。     

绕管式换热器壳侧液膜流动及分布特性

绕管式换热器是天然气液化过程的主低温换热器,其壳侧工质的流动特性对换热器性能具有重要影响。为了研究换热器管外工质的降膜流动规律,建立了三维降膜流动模型,基于VOF(Volume of Fluid)方法进行了数值模拟,针对换热器的静止和海上晃荡两种工况,研究了雷诺数和管间距对降膜流动的影响。结果表明:当管间距由4 mm增至10 mm时,平均液膜厚度减小了38.5%;在晃荡工况下,适当增大管间距有利于改善液膜分布情况;改善液膜在管壁的分布、减小液膜厚度有利于提高换热管的综合性能。对于绕管式换热器壳侧液膜在非稳态条件下的情况开展研究,可为换热器结构改进、装置节能降耗、海上抗晃荡设计提供参考。(图6,参24)     

绕管式换热器壳侧液膜流动及分布特性北大核心

绕管式换热器是天然气液化过程的主低温换热器,其壳侧工质的流动特性对换热器性能具有重要影响。为了研究换热器管外工质的降膜流动规律,建立了三维降膜流动模型,基于VOF(Volume of Fluid)方法进行了数值模拟,针对换热器的静止和海上晃荡两种工况,研究了雷诺数和管间距对降膜流动的影响。结果表明:当管间距由4 mm增至10 mm时,平均液膜厚度减小了38.5%;在晃荡工况下,适当增大管间距有利于改善液膜分布情况;改善液膜在管壁的分布、减小液膜厚度有利于提高换热管的综合性能。对于绕管式换热器壳侧液膜在非稳态条件下的情况开展研究,可为换热器结构改进、装置节能降耗、海上抗晃荡设计提供参考。     

基于离散单元法的荞麦播种机排种器设计与试验

为优化荞麦播种机外槽轮式排种器的最佳排种性能参数,满足3种典型荞麦种子的农艺要求,降低田间试验强度,采用球颗粒聚合法建立3种典型荞麦种子的EDEM仿真分析模型,通过试验测量计算3种荞麦种子在不同接触形式下的刚度系数和阻尼系数,基于离散单元法对荞麦播种机排种器进行数值模拟.采用L_4(2~3)正交试验法进行排种器工作过程模拟,研究不同转速、凹槽半径和槽数对排种器排量的影响.仿真试验结果表明:凹槽半径为3×10~(-3) m,槽数为20,槽轮转速为58.58 r/min时,排种器能够满足3种荞麦种子的最大播量要求.台架试验结果表明:台架试验与仿真试验的排量相对误差2.93%～9.90%;荞麦排种器的排量随槽轮转速的增加而增加,总体线性度相关系数R~20.98.     

基于响应曲面法的窝眼轮式三七精密排种器性能试验

【目的】优化三七窝眼轮式排种器的结构参数,提高排种器的排种性能。【方法】以三七种子为研究对象,选取排种器的型孔数量、型孔直径、型孔深度和窝眼轮转速4个因素进行2次正交旋转组合试验;利用自制土槽试验台测试试验组排种合格指数、重播指数和漏播指数;通过响应曲面法对试验结果进行分析;建立各因素和试验指标的二次回归模型;分析各因素、各因素交互项和二次项对合格指数的影响规律;优化试验因素,并进行试验验证。【结果】影响排种器合格指数的因素主次顺序为型孔直径、型孔深度、型孔数量和窝眼轮转速。当型孔深度为5.4mm,窝眼轮转速为35 r·min-1,型孔数量为12~14,型孔直径为7.7~8.2 mm时,排种合格指数大于90,重播指数和漏播指数均小于5。优化参数后的验证结果与优化结果基本一致。【结论】可通过响应曲面法优化排种器性能。该研究可为三七播种机设计提供理论依据,为三七机械化种植奠定基础。     

铲式玉米精密播种机仿真及虚拟设计研究

为了克服传统播种机在地表覆盖和免耕条件下开沟播种中存在的问题，将铲式成穴器与倾斜圆盘勺式玉米精密排种器组合设计成铲式玉米精密播种机。在对铲式成穴机构成穴机理进行理论分析的基础上，实验研究了成穴器参数对成穴质量的影响，建立了穴孔长度、穴孔宽度和穴距与成穴器参数间关系的回归方程，并通过计算机仿真技术模拟分析了打穴铲的运动规律，为成穴器的设计提供了依据。通过实验研究建立了排种器排种质量与参数间关系的数学模型，并对参数进行了优化。利用Pro／E建模和装配，对铲式播种机进行了虚拟设计，并采用ADAMS对其工作过程进行了动态仿真。进而采用神经网络优化技术，确定了播种不同玉米种子时播种机的优化参数，为铲式玉米精密播种机的设计提供了系统的理论和方法。     

气吸式棉花精量穴播器试验研究

分析了气吸式棉花精量穴播器的结构、工作原理及主要作业参数,以单粒指数a、重播指数e、漏播指数j及综合评价指数η为排种性能评价指标,在落种角取30°、吸种孔直径取3.2 mm的条件下,运用正交试验的方法,研究真空度和作业速度对排种性能的影响.试验结果表明,在保证排种性能的前提下,真空度的增加可提高作业速度,但真空度增加到4.5 kPa后,对作业速度的提高贡献不明显;该穴播器在高于4.5 kPa的真空度条件下以1.0 m/s的速度进行作业具有较好作业效果,单粒指数≥98.67、综合评价指数≥99、重播指数≤0.67、漏播指数≤0.67.     

白萝卜气吸式精量排种器结构设计与分析

为满足白萝卜机械种植要求,解决我国西南地区缺乏相关种植机械问题,设计了一种气吸式精量排种器。通过计算与理论分析,设计了排种器关键结构参数;对充种、携种和投种阶段种子受力进行分析,确定了影响播种性能的主要因素。利用Fluent软件仿真模拟不同型孔尺寸参数对负气压室气流影响,确定了最佳型孔直径参数,其型孔直径范围为2.079～2.178 mm。通过参数优化得到最佳参数组合为：排种盘直径200 mm、型孔分布直径160 mm、型孔个数16个、型孔直径2.2 mm。排种性能台架试验结果表明,在工作转速为30.54 r·min-1,负气压室气压为6.58 kPa,排种器单粒合格指数95.61%,漏播指数为0.64%,重播指数为2.04%。该研究结果有助于提高播种器性能,为白萝卜精量播种机器设计与制造提供可靠参考。     

基于离散元法的小麦精量排种器性能模拟试验

针对小麦精量播种技术缺乏合适的排种器的问题,设计1种窝眼轮式小麦精量排种器。采用离散元仿真软件EDEM对排种器结构参数进行数值模拟并进行仿真试验,仿真分析型孔倒角类型、清种刷安装角度和排种轮转速3个因素对排种器排种性能的影响。仿真试验结果表明,当排种轮转速为50 r/min,型孔倒角类型为倒边角,清种刷安装角度为35°时,排种器工作性能最好;当型孔倒角类型为倒边角,清种刷安装角度为35°时,随着排种轮转速的增加,型孔重复充种数减少,型孔漏充种子数增加,总排种量减少,各排种管排种量的变异系数呈增加趋势。     

热风管道加温下日光温室根区温度场的CFD模拟

为探明热风管道加温系统设计参数对根区温度分布均匀性的影响,以单个基质栽培槽为研究对象,采用计算流体力学（Computational fluid dynamics,CFD）方法构建日光温室热风管道根区加温系统模型,探究不同进风口温度、进风口风速及送风管开孔数量下根区温度分布规律,设计正交试验并对每组试验进行数值模拟,确定各参数对根区温度分布均匀性的影响。结果表明：根区温度实测值与模拟值的平均相对误差为0.89%,均方根误差为0.02,模型可靠;随着进风口温度、风速和开孔数量的增大,根区温度不均匀度和最高温度有较为明显的增加,平均温度和最低温度无显著变化;各参数影响根区温度分布均匀性主次顺序为开孔数量>进风口温度>进风口风速。当进风口温度为20℃,进风口速度为7.5m/s,开孔数量为20时根区温度均匀性最好。     

基于ADAMS的精密播种机补种机构虚拟设计与分析

以2BJD-4大豆精密播种机配套排种器为研究对象,基于ADAMS动态仿真分析软件,建立了补偿系统的虚拟样机模型,找出了适合补种装置的结构形式和影响性能的结构参数,进行了种子运动轨迹动态模拟和最优化仿真,确定了影响补种质量的3大因素,即:弹簧刚度系数K、电磁铁吸力F和型孔斜度θ,并在给定的条件下确定其最优参数值分别为1.5102 N/mm,49.849 N,-26.52°。根据最优虚拟样机模型试制出物理样机模型并进行试验,结果验证了仿真优化结果的正确性和可靠性。     

辣椒有机基质栽培不同栽培方式效果比较

研究了桶式栽培、槽式栽培、袋式栽培等3种不同栽培方式,对辣椒生长状况、果实产量和品质的影响。结果表明,桶式栽培下的辣椒地上部生长与袋式栽培和槽式栽培之间差异不显著,但根系生长势明显优于其他2种栽培方式;同时,桶式栽培显著提高了辣椒的单株产量和果实数,增加辣椒果实可溶性固形物和VC含量;3种栽培方式对辣椒植株各部分5种主要元素含量的影响中,桶式栽培和槽式栽培在氮含量和钾含量上显著优于袋式栽培。说明采用有机基质桶式栽培有利于提高辣椒的产量和品质,可在生产中进一步推广应用。