泵站正向进水前池底坎整流机理数值模拟

为研究正向进水前池存在的不良流态,基于N-S方程和Realizable k-ε紊流模型,采用SIMPLE算法,数值模拟了正向进水前池中无任何措施和增设底坎整流措施的流态.CFD计算结果表明：原方案的前池两侧出现了大面积的回流区,泵站两侧机组进水条件差,水流偏斜较为明显;加底坎,且当底坎离进水池较远时,整流效果并不明显,前池内仍有大面积的回流产生,偏流依然严重;当底坎离进水池较近时,坎后旋涡直接影响到进水池的流态;通过CFD优化,底坎设在离进水池入口（7~10）D处,能明显改善前池的流态,水流能较均匀地流入各台机组;随着底坎坎高的增大,底层回流区会逐渐变小,较大回流区发生的位置也由坎后变为坎前,坎高的取值约为0.3H＇时,前池内流态较好;底坎的顶宽尺寸对前池流态的影响较小.CFD计算结果与试验结果基本吻合,研究成果对正向扩散前池流态改善有借鉴价值和实际意义.     

油液污染颗粒引起的齿轮泵劣化失效研究

综合传动系统油液污染度较高,污染颗粒磨损极易引发齿轮泵流量劣化。基于齿轮泵流量劣化机理,从颗粒破碎的微观角度建立了端面间隙泄漏通道的污染颗粒破碎模型,确定了颗粒破碎常数与泄漏因子的取值。在此基础上推导齿轮泵流量劣化模型,建立了污染颗粒质量与磨损参数的线性关系,并分析了污染颗粒浓度、齿轮泵结构参数等影响因素。试验验证结果表明,齿轮泵流量劣化模型能较好地解释颗粒破碎、磨屑生成等污染磨损过程,并从理论角度提出齿轮泵污染耐受度的估算方法。该模型对于综合传动液压润滑系统设计与污染控制研究有重要的实用价值。     

超声波降解苹果汁中展青霉素动力学研究

为了掌握超声波降解苹果汁中展青霉素的动力学特性,在前期超声波降解苹果汁中展青霉素的研究基础上,利用拟一级反应动力学方程对超声波影响因素中超声波功率、频率及温度降解苹果汁中展青霉素的试验数据进行拟合,确定相关参数,进一步建立各影响因素降解速率常数与相关影响因子之间的关系方程。结果表明:超声波功率对苹果汁中展青霉素的降解符合拟一级反应方程,超声波功率为490 W时,降解率最大;功率降解速率常数kP与超声波功率的方程为kP=6×10-5P-0.011 7。超声波频率对展青霉素的降解符合拟一级反应方程,超声波频率为45 k Hz时,降解率最大;频率降解速率常数kf与超声波频率f的关系方程为kf=-8×10-4f2+0.111 9f-2.512 6。温度对苹果汁中展青霉素的降解符合拟一级反应方程,温度为30℃时,降解率最大;温度降解速率常数kT与温度T的关系方程为kT=-1×10-4T2+0.006 1T-0.076 9。     

基于拉格朗日的冗余驱动并联机构刚体动力学建模

针对4-UPS-RPU 4自由度冗余驱动并联机构的刚体动力学建模问题,基于拉格朗日方程建立冗余驱动并联机构动力学模型。首先,推导出4-UPS-RPU冗余驱动并联机构系统的动能表达式、势能表达式和作用于并联机构非保守力的等效广义力;然后,应用拉格朗日法建立4-UPS-RPU冗余驱动并联机构的动力学模型,为并联机构驱动力的求解以及整个机构的动力学分析奠定基础;最后结合算例,采用Matlab编程对动力学模型进行数值计算并绘制了机构驱动杆驱动力变化曲线,将上述分析结果与ADAMS虚拟仿真结果对比验证了所建动力学模型的正确性。研究不仅为4-UPS-RPU 4自由度冗余驱动并联机构动力学优化设计和控制等后续研究提供了理论依据,也为其他冗余驱动并联机构的动力学建模提供了可行的方法。     

偏心—椭圆齿轮行星轮系栽植装置动力学优化与试验

为获得偏心-椭圆齿轮行星轮系栽植装置最优的机构参数,在建立其动力学分析模型的基础上,以一个作业循环中支座垂直方向所受作用力的峰值力和波动最小为目标建立其动力学优化模型。为验证所建立的动力学分析模型的可靠性,以该装置满足理想栽植要求的非劣解集为约束条件,运用所建立的动力学优化模型优化得到该装置最优的机构参数,进而基于最优机构参数搭建试验台进行动力学特性测试,测得了该栽植装置在工作转速为40 r/min时一个工作循环中支座垂直方向受力与行星架转角的关系,通过试验结果和理论结果的对比分析,表明其动力学分析模型是可靠的,可为其动力学优化提供可靠数学模型。     

3WZF-400A型果园风送喷雾机改进设计

3WZF-400A型果园风送喷雾机通过安装直线导流板引导了气流速度场,在一定程度上解决了传统轴流式风送喷雾机农药浪费以及防治效果差的问题,但仍无法使靶标区域的气流速度分布与作物冠层轮廓匹配。本文以计算流体力学为手段,对该型喷雾机进行了改进设计。通过设置不同数量和角度的短导流板进一步引导喷雾机气流场,并建立了对应的气流速度场分布模型。通过对比选取最佳的改进设计方案,并进行了试验验证与喷雾性能测试。研究结果表明,当短导流板数量为2,喷雾机导流板角度组合为45°、15°、-15°和5°,且风机风速为20m/s时,在靶标处的气流速度分布能够与作物冠形轮廓匹配,所建立的模型能够较准确地模拟喷雾机实际气流速度场的分布。在此基础上以雾滴覆盖率为指标评价了改进设计后的喷雾机喷雾性能,并与改进前的喷雾机喷雾性能作对比,结果表明雾滴能够在垂直平面内按照作物冠形合理分布。     

离心泵全流场计算域三维造型方法

建立能够准确描述所研究问题的计算域是CFD数值计算顺利进行的基础,且计算城的光顺程度还会影响网格划分的难易及网格生成的质量.借助Pro/E Wildfire 5.0三维造型软件,采用不同的造型方法对离心泵全流场计算域的各过流部件进行三维造型,且在相同的网格类型与间距情况下,对比分析不同造型方法对网格划分难易程度、生成网格的质量以及网格生成效率的影响,确定离心泵叶片、叶轮水体、蜗壳水体及腔体的最优造型方法并分析了不同造型方法出现差异的原因.     

酞酸酯类增塑剂对土壤─作物系统的影响

本研究揭示了酞酸酯类增塑剂邻苯二甲酸二丁酯（ＤＢＰ）和邻苯二甲酸二异辛酯（ＤＥＨＰ）在土壤中的持留动态,降解动力学特征及其对作物生长的影响。结果表明：试验温度越低,ＤＢＰ,ＤＥＨＰ的持留性越强;ＤＥＨＰ在土壤中的持留性受温度的影响程度比ＤＢＰ更为突出。随土壤水份含量增加,代停工物持留性降低,二者在土壤中的降解可用一级反应动力学方程Ｃ＝Ｃ０ｅ＾－ｋｔ进行描述（Ｃ０初始浓度,Ｋ速度常数,ｔ时间）。ＤＥ     

控制淋洗条件下土壤-花椰菜体系无机氮动态及平衡

在北京郊区中壤质潮土上设置田间试验。结果表明:花椰菜获最大产量的氮供应量为300kghm-2。生育期花椰菜主要吸收表层(0～30cm)土壤中的无机氮,对下层(30～60cm)土壤无机氮(Nmin)的利用随氮供应量的增加而减少。不同生育期0～60cm土层中无机氮(Nmin)含量均随氮供应量增加而增加,但施肥后土壤中最高无机氮(Nmin)含量出现的时间随氮供应量增加而延迟。花椰菜生育期土壤有机氮矿化速率随生长期延长而增加,平均达N1.3kghm-2d-1,相当于各处理总吸氮量的47.5%～89.2%。试验后0～30cm及30～60cm土层无机氮(Nmin)含量随氮供应量增加而明显增加,但60～90cm土层无机氮(Nmin)受氮供应的影响不明显。花椰菜当季氮肥利用率及氮素利用率随施氮量增加而降低,最佳产量时的氮肥利用率及氮素利用率分别为36.5%和50.8%。土壤-花椰菜体系氮素表观损失量随氮施用水平的增加而明显增加,但其占总氮供应(肥料氮+播前土壤氮)的比例受氮供应的影响不明显,大致为20%。     

土壤有机硫矿化动力学特征及影响因素

利用开放培养系统，分别在20℃和30℃，好气和淹水条件下研究了四种土壤（黑土、褐土、黄棕壤和红壤）有机硫矿化特征。结果表明，30℃条件下土壤有机硫累积矿化量显著高于20℃下的矿化量（P＜0．01）。20℃和30℃好气条件下累积矿化量分别为17．53－24．35mg kg^-1和34．20－54．33mg kg^-1，分别占有机硫总量的2．5％－6．5％和5．－14．5％，20℃和30℃淹水条件下累积矿化量分别为18．14－21．15mg kg^-1和26．86－30．63mg kg^-1，分别占有机硫总量的2．6％－5．6％和4．0％－7．7％。好气和淹水下30℃与20℃的有机硫累积矿化量之比分别为1．85－2．23和1．28－1．71。用一级动力学方程和双倒数方程计算土壤有机硫矿化势（S0）表明，20℃好气培养时S0分别为17．82－24．88mg kg^-1和17．83－27．7mg kg^-1，S0分别为17．50－21．49mg kg^-1和19．19－22．50mg kg^-1,30℃淹水条件下S0分别为28．26－35．87mg kg^-1和26．59－34．25mg kg^-1。土壤有机硫矿化速率常数（K）和矿化量达50％矿化势（S0）所需的时间（K1）受不同土壤和培养温度的影响，都可用一级动力学方程和双倒数方程来评价。碳键硫对有机硫矿化的贡献较大，尤其在淹水条件下更明显。