水下旋流气液分离器研究进展

旋流气液分离器能够实现高气速、高气液比工况下的气液分离,从而满足降本增效的要求。通过调研国内外水下旋流气液分离器的研究成果,对不同类型的水下旋流气液分离器进行了重点评述,从旋流场内液滴破碎机理、分离器内部流场参数等方面论述了水下旋流气液分离器的理论研究进展。结合工程实际需求,提出了水下旋流气液分离器研究中的不足及其未来的研究方向:建立水下旋流气液分离器的独立设计准则;进一步完善液滴在旋流场中破碎与聚合的理论研究;将旋流气液分离器与其他形式的分离器相结合,形成综合性的分离系统。     

第三方损坏对管道可靠性的影响规律

影响管道可靠性的因素众多,为了研究第三方损坏因素对管道可靠性的影响规律,结合管道遭受第三方损坏活动冲击概率和冲击力作用下管道失效概率2个方面,建立了定量计算模型。采用故障树分析方法,建立了管道第三方损坏故障树,确定影响第三方损坏活动因素的类型及逻辑计算关系,研究了故障树中基本事件概率取值方法,从而可计算管道遭受第三方损坏活动冲击的概率。在第三方损坏冲击力作用下,管道本身材料强度产生抗力,基于冲击力和抗力的相互作用,研究了穿刺失效模型和凹陷-划伤失效模型,确定了2个模型的极限状态方程,可定量计算第三方损坏对管道可靠性的影响程度。以中国某天然气管道为例,收集计算所需参数因子,计算了第三方损坏导致管道失效概率值。     

旋风分离器运行可靠性评价模型

旋风分离器的可靠运行对输气管道平稳供气意义重大,目前尚未有研究提出评价该设备运行可靠性的方法。在高压系统中,结构可靠性与运行可靠性存在联系,但是现有研究对这种联系的认识尚不充分。采用结构可靠性分析和可维修系统的马尔科夫过程,结合工程实践经验,建立了一种可用于评价旋风分离器运行可靠性的方法。根据实际结构与运行参数,评价了西气东输管道中某型号旋风分离器的运行可靠性,其评价结果验证了该方法的可行性,为其他类似设备的运行可靠性评价提供了参考。     

国产日本落叶松正交胶合木的销槽承压强度

  目的  正交胶合木是一种新型现代木结构材料。销类连接是现代木结构中应用最广泛的连接形式,销槽承压强度是销连接设计的重要参数。研究国产日本落叶松正交胶合木（CLT）的销槽承压性能,旨在为CLT结构销类连接的本土化设计提供参考。  方法  对36组432个国产日本落叶松3层CLT试件进行半孔静力加载试验,分析CLT密度、销径、螺纹、胶缝和加载角度对CLT销槽承压强度的影响,并基于试验结果评价美国NDS、加拿大CSA、Kennedy、Uibel和Blaβ（U&B）提出的4种计算方法对国产日本落叶松CLT宽面和窄面销槽承压强度预测的适用性。  结果  CLT的销槽承压强度与CLT密度呈正相关,与销径呈负相关,与螺纹没有明显关系。销垂直于CLT窄面时,加载角度0°的销槽承压强度是90°的3.06倍,胶缝处的销槽承压强度为两者的平均值。销垂直于CLT宽面时,加载角度0°的销槽承压强度明显大于加载角度90°的销槽承压强度。计算值与试验值相比:销垂直于CLT窄面,加载角度为0°（位置A）时,加拿大CSA模型的相对误差小于8.37%,加载角度为90°（位置D）时,U&B模型的相对误差小于8.56%（个别除外）,两者均小于10%,吻合良好;销垂直于CLT宽面,4个模型在加载角度为0°（位置C）和90°（位置B）时的相对误差均大于10%,本研究建立的CLT宽面销槽承压预测模型相对误差分别小于5.31%和6.04%,两者均小于10%,吻合良好。  结论  密度、销径和加载角度等是影响CLT销槽承压强度的重要因素。对于国产日本落叶松CLT销槽承压强度的计算方法可参照以下建议:销垂直于CLT窄面,加载角度为0°时,可选用CSA模型,加载角度为90°时可选用U&B模型;销垂直于CLT宽面,加载角度为0°或90°时,均可选用本研究建立的预测模型。      

畜禽粪便固液分离器壁面磨损影响因素

固液分离器在禽畜粪便分离工程中具有广泛的应用,但现有的固液分离器存在能耗高、使用寿命短、壁面磨损严重等问题。为了提高固液分离器的分离效率和使用寿命,采用颗粒轨迹的模型对固液分离器壁面磨损影响因素进行研究,获得了固液分离器壁面磨损的基本特征。分析了入口宽度、锥角、溢流管直径等结构参数对壁面磨损的影响。结果表明,入口宽度增加,壁面磨损率增加,入口环形空间壁面磨损区域显著增加;锥角增加,圆锥体壁面局部磨损率显著增加;溢流管直径主要影响环形空间壁面磨损发生位置;固液分离器壁面磨损形式主要为局部磨损。希望对固液分离器结构优化提供参考。     

入口下倾小型旋风分离器的仿真设计

以一台4 t/h燃煤锅炉烟气的旋风分离器为对象,采用R-k-ε湍流模型,利用Fluent软件对Stairmand HE型分离器内部流场进行三维数值仿真分析,并采用离散相模型对固体颗粒进行追踪,研究旋风分离器筒体结构及运行参数对其分离效率、运行压降和磨损的影响,获得了同时具有较高分离效率、较低运行压降、较少磨损的入口下倾分离器筒体结构参数.     

森林采伐机动臂时变可靠性分析

森林采伐机应用于林业工程领域,其动臂结构的安全性决定了整机的使用性能,且由于服役期间材料的退化而使结构可靠度产生时变特性,为提高森林采伐机动臂的安全可靠性水平,对其进行时变可靠性分析。以森林采伐机动臂结构为研究对象,建立抗力和载荷的时变可靠性模型,采用iTRPD方法计算其各时间步长的可靠度指标,对比得出不同服役年限时期可靠性的变化。结果表明,动臂结构在超过一定服务年限周期后,可靠性指标会加速下降,也证明考虑时间累积效应所得到的时变可靠度指标更加科学合理,也更加符合工程实际。     

1EX－60型坑田机生熟土分离器的研究

根据坑田耕作法的农艺要求，研制了１ＥＸ－６０型坑田机。本文对坑田机主要工作部件──生熟土分离器的工作原理及主要影响因素进行了分析和试验，提出了生熟土分离器的最佳运动参数和结构参数，并研究了钻头转速对土垄形状的影响关系。     

1EX—60型坑田机生熟土分离器的研究

根据坑田耕作法的农艺要求，研制了１ＥＸ－６０型坑田机。本文对坑田机主要工作部件－生熟土分离器的工作原理及主要影响因素进行了分析和试验，提出了生熟土分离器的最佳运动参数和结构参数，并研究了钻头转速对土垄形状的影响关系。     

压力容器内表面蚀坑-裂纹应力强度因子数值模拟

压力容器在服役过程中会产生多种结构损伤,其中最主要的缺陷为受到装载物质腐蚀而形成的点蚀坑,因蚀坑位置应力集中而生成裂纹,再由裂纹扩展造成容器破裂泄漏.应力强度因子作为表征裂纹的重要参数,在工程中被广泛运用于判别机械结构的安全性与可靠性.为此,参考双参数蚀坑-裂纹模型,利用ANSYS有限元软件探讨了存在蚀坑-裂纹的情况下...     

基于概率密度演化方法的古建筑残损木构件可靠度研究

【目的】建立随时间变化的古建筑残损木构件多因子强度退化模型，验证基于概率密度演化方法对残损木构件进行可靠度分析的适用性，提高古建筑残损木构件可靠度分析的计算精度和效率，为古建筑保护中构件力学性能的量化和评估提供科学依据。【方法】综合考虑长期荷载、腐朽、虫蛀和干缩开裂对木材损伤的影响，借助已有模型和理论，建立木构件多因子损伤时变模型并推导出强度退化模型。以某古建筑木结构的典型柱为例，根据强度退化模型确定影响参数，对残损影响参数进行灵敏度计算及排序，通过设定阈值确定影响构件残损的关键参数，将非关键参数常数化以实现参数的初步降维。通过拉丁超立方法在关键参数的参数域内选点得到1 000组代表点，基于强度退化模型计算残余强度变化率，根据概率密度守恒构建概率密度演化方程，利用差分法求解得到残余强度比与随机参数的联合概率密度函数，在随机参数域内积分求得残余强度比随时间变化的概率密度函数，最后将概率密度函数在安全域内积分得到构件可靠度；同时基于蒙特卡罗法随机抽样产生10 000组参数数据对残损木柱进行可靠度分析，对比分析两种方法计算出木柱服役时间为1～1 000 a时的失效概率。【结果】随服役时间增加...     

深水海底管道J形铺设参数

J形铺设是铺设深水海底管道的一种重要方法.考虑J形铺设时管道的几何非线性特性,建立了基于管土相互作用的深水J形铺设有限元模型,并针对其主要影响因素的相关参数进行研究,为深水海底管道J形铺设提供技术支持.研究结果表明:铺设角度越大,触地区附近管道应力越大,管道顶部张力越小;铺设水深增加,触地区附近管道应力明显减小,管道顶部张力明显增加;管道壁厚增加,管道上部应力及顶部张力明显增加;土体刚度影响触地区附近的管道形态,对管道整体形态影响很小.(表1,图14,参10)     

水下分离器入口预分离构件的数值模拟

为了考察水下分离器入口预分离构件在高气液比工况下的分离效果,利用流体动力学软件FLUENT对其进行数值模拟.针对水下分离器3种长径比和3种入口倾角,建立了9个入口预分离构件的物理模型,通过模拟计算得到了各模型内部速度分布云图、速度曲线图及液滴分离效率图,并进行对比分析.结果表明:不同长径比和入口倾角对入口预分离构件内部流场的影响程度不同,长径比为4∶1、入口倾角为0°的入口构件内部流场最稳定,气液分离效果最好.(图6,参6)     

多因素作用下防蜡剂作用效果及防蜡机理

考虑到单因素评价方法的局限性,利用正交实验探讨了温度、剪切强度和作用时间共同作用下防蜡剂的作用效果,分析了各因素间的交互作用,并通过蜡晶晶格参数和微观形态剖析了不同实验条件下防蜡剂的作用机理。结果表明:多因素共同作用下,温差与剪切强度对防蜡率的影响显著,作用时间的影响较小;温差、剪切强度和作用时间之间存在交互作用但并不明显;防蜡剂通过改变蜡晶的衍射峰强度、有序性和晶面间距等参数,使得蜡晶的生长更规则,颗粒变大并向准球状发展,从而对蜡沉积起到抑制作用;不同影响因素对加剂后蜡晶晶体结构的影响情况不同,但都是通过改变蜡晶的衍射峰强度和晶面间距等参数而发挥作用。     

中俄东线黑河—长岭段线路可靠性复核北大核心

中俄东线天然气管道黑河—长岭段初步设计阶段的可靠性评价,管材基础数据来自试制钢管,环焊缝数据则参考焊接工艺适应性评价结果及以往工程统计数据。管道投产后,需要校验批量供货钢管相对试制钢管的性能差异及其对管道服役可靠性的影响,以及全自动焊的规模推广对管道可靠性的影响。基于新的基础参数,对比了试制钢管与批量供货钢管的性能参数,分析了全自动焊接环焊缝力学参数及缺欠数据,并采用最新数据复核管道的服役可靠性。结果表明:试制钢管与批量供货钢管的力学性能指标存在差异,但均满足标准要求;全自动焊提高了环焊缝质量,焊缝性能指标均高于标准要求;钢管性能波动直接影响管段的失效概率值,且随着服役年限的增加,外腐蚀引起的管道失效概率将逐步增大,但在30年服役期内,按照目前的设计、材料、施工、运行、维护标准,管道能够满足服役可靠性要求。     

液-液水力旋流器的试验研究

描述了影响液－液旋流分离器性能的流体物性参数,含油污水模拟液的制备,试验装置流程以及级效率的测定方法。介绍了旋流器的结构参数和试验方法,重点研究了在操作 参数下不变的条件下,旋流器溢流孔径和入口尺寸、小锥段角度和尾管段尺寸对旋流器性能的影响,并进行了一系列试验研究,以便改善旋流器分离性能,降低能耗,为旋流器结构尺寸的优化设计提供依据。     

马铃薯块茎形态结构模型主要参数的确定与验证

马铃薯块茎形态结构模型是功能-结构马铃薯模型的重要研究内容。以‘费乌瑞它’马铃薯品种为材料,于2016和2017年度马铃薯生长季开展了施肥试验。基于不同氮钾施肥水平试验和不同施氮追肥水平试验马铃薯块茎主要形态参数和器官生物量等数据,通过分析块茎主要形态与器官生物量和生理发育时间的定量关系参数,基于块茎形态参数之间的内在联系,构建了马铃薯块茎形态结构参数模型。经基肥不同氮水平试验马铃薯块茎生长数据检验,除薯形指数模型精度略低外,块茎长、块茎宽、块茎厚和比块茎重模型精度均较高,所建模型可较好模拟不同施肥水平马铃薯块茎主要形态结构。     

基于二次回归正交旋转组合设计的棉秆剪切和弯曲特性试验

采用二次回归正交旋转组合设计方法研究棉秆的剪切和弯曲特性。通过试验研究取样部位、含水率和加载速度对棉秆剪切强度的影响,含水率和取样部位对棉秆弯曲强度的影响。研究结果表明,当含水率为30%时,位于棉秆下部剪切强度达到最大,为8.69 MPa。在研究棉秆剪切强度的3个因素中,含水率和取样部位对棉秆剪切强度影响较显著;在研究棉秆弯曲强度的2个因素中,含水率对棉秆弯曲强度影响较显著。本研究建立了棉秆剪切强度与含水率、取样部位和加载速度的回归模型及棉秆弯曲强度与含水率、取样部位的回归模型,所得模型与实际拟合效果较好,从而为棉秆切割、收获机械的设计参数优化提供技术支持。     

防护材料对不同强度等级混凝土基于碳化因素使用寿命的影响

为研究防护材料对不同强度等级混凝土的碳化防护作用以及对其服役寿命的影响规律,通过加速碳化试验考察了3种水泥基渗透结晶材料的混凝土碳化防护性能,并依据Fick第一扩散定律建立和推导出混凝土碳化深度的预测公式,对防护后不同强度等级混凝土的服役寿命进行了定量表征.试验结果表明,经过防护后的混凝土结构使用寿命均得到了大幅度的提升,经过涂料防护的C20混凝土的使用寿命超过了100年,C15混凝土使用寿命低于100年,C10混凝土的使用寿命低于50年.结果表明,防护材料可有效提升混凝土的抗碳化性能,但对于C10等低强度等级的混凝土,经过涂料防护,碳化程度仍然较深.     

程海湖生态修复植物灌溉设施及水源设计

通过程海湖生态修复项目(二期)灌溉引水工程现场现状调查分析,做出了设计策略,选择了灌溉方式及水源、总体方案布置,确定了设计标准,通过灌溉定额、灌水周期、灌溉制度、水流量、水力学、管道承压、镇墩承压等设计计算,得出管道敷设、管径选择、管道壁厚、减压池设置等结构及设计参数,试验段成果检测结果与设计理论相吻合。该文的设计方案及结果可为类似工程项目设计提供参考。