水力旋流器内空气柱的形成规律初探

探讨了不同排料方式下的水力旋流器空气柱形成的机理，定量分析了旋流器的结构参数对形成空气柱最小压降的影响。实验结果表明，传统大气排放式旋流器空气柱内的空气基本是从大气中吸入的。形成空气柱的最小压降，随着溢流口直径及锥角的增大而增大，随着进料口直径的增大而减小。而水封式旋流器空气柱的形成是由于旋流中心压力低于大气压后，溶解在液流中的气体析出而造成的。同样结构的旋流器，其形成空气柱的最小压降比在气排放式旋流器的要大。且随着溢流口直径的增大而增大，随着进料口直径及锥角的增大而减小。     

锥角的搭配对加冲洗水圆柱型旋流器分级行为的影响

研制了一种新型的具有双层锥底的加冲洗水圆柱型旋流器；对锥角的搭配与分级行为的影响作了探讨。在对４种锥角搭配分别进行溢流管直径、沉砂口直径、给矿压力和冲洗水量对分级效率影响的试验后表明，当２个锥角均为９０°时，效果最好。在此条件下，其分级效率比普通圆柱型旋流器提高了１０．０７％。     

旋流器内空气柱形成及其影响因素的数值模拟

利用CFD方法,基于RSM雷诺应力模型和VOF多相流模型对旋流器内空气柱进行数值模拟,结果显示在t≈07s,空气柱基本成型,且最终结果与PIV测试结果一致.旋流器内空气柱的空气是从沉砂口吸入并从溢流口排出.在沉砂管上端,空气柱发生大幅度的径向偏摆;空气柱进入溢流管后,产生“喉结”状突起.空气柱确实消耗了一部分不必要的能量,但并不对流场造成明显的额外扰动.给矿速度的变化对空气柱的直径几乎没有影响,而旋流器结构参数的变化,如沉砂口直径、溢流口直径、锥角等,对空气柱直径影响较大.     

底流口直径和锥角对旋流器流场的影响

利用计算流体力学的原理与方法,在底流口直径和锥角的多个水平下对旋流器内部流场进行了数值模拟,以揭示两因素对旋流器流场的影响.结果表明:增大底流口直径,流场内的流速降低,轴向零速包络面向上收缩;增大锥角后,轴向零速包络面的大小相应改变;锥角越小,底流口直径对轴向零速包络面内速度场的影响越小,故对改善分选效果的作用也越不明显;增大底流口直径,旋流器内流场的压强降低,但底流口区域内的压强梯度增大,而锥角不同,其变化程度有所不同,这从某些程度上体现了两因素对旋流器流场的交互影响.     

跳汰过程经验数学模型及最佳操作的确定

跳汰机操作因素的确定直接影响到产品的产率和质量。文本利用XZTT—120/240×800型跳汰机进行了实验,建立了精煤的产率及灰分与跳汰机的溢流堰高度、冲程、冲次、给水量及给煤量的关系,用计算机算出了给定灰分条件下的最佳操作制度及最高产率,并验证了它的优越性。     

基于RNG k-ε模型的内锥流量计气体流出系数预测

将计算流体动力学（CFD）气体仿真实验和物理实验相结合，探索不同等效直径比、前后锥角等关键几何参数以及雷诺数对内锥流量计气体流出系数的影响规律．湍流模型为RNG k-ε模型，实验样机为27种锥体组合结构，实验介质为常温常压空气．仿真实验表明：等效直径比对内锥流量计气体流出系数有决定性影响；前锥角有较大影响，而后锥角对其影响不显著；流出系数随雷诺数增大而趋于常数．利用实流物理实验标定装置对仿真结果进行验证，气体流出系数的预测精度在2％～7％之间．     

三锥水介旋流器的高硫煤脱硫降灰及其分选原理

为实现高硫煤的脱硫降灰,采用三锥水介旋流器,取华恒高硫煤小于3 mm粒级的煤样进行脱硫实验,探讨三锥旋流器脱硫降灰的粒度下限,分析颗粒在三锥水介旋流器内部的运动特性,得到了颗粒径向速度与颗粒密度和粒度、所处的径向位置、颗粒的切向角速度以及颗粒轴向位置等变量的函数关系式。结果表明:三锥水介旋流器的降灰粒度下限为0.125 mm,脱除黄铁矿硫粒度下限为0.074 mm。该旋流器中产生的自生介质和前两段锥体连接处的淘析作用可以使三锥水介旋流器实现高效分选。     

基于正交试验的两级串联油气旋流分离器结构优化

为提高一款发动机用两级串联油气旋流分离器的分离性能,文章采用数值模拟和正交试验方法研究了串联组中两级分离筒入口面积、圆柱段直径、圆柱段长度、溢流管直径以及溢流管插入深度对分离性能的影响,并通过极差分析的方法研究了上述主要结构参数对压降和分离效率指标影响的权重顺序,得到了兼顾两项指标的最优结构组合。通过对流场及分离机理的分析表明,优化后的方案削减了旋流气体在溢流管处因摩擦引起的能耗,使压力损失降低,同时准自由涡区切向速度分布促使油滴容易聚结,使分离效率提高,并通过实验进一步验证了最优结构能够显著提高旋流分离器油气分离性能。     

可伸缩旋流器流场特性及分离性能研究

通过构建可伸缩旋流器计算流体动力学(CFD)数值模型,分析等效锥角和套筒层数对流场的影响,确定颗粒在流场中的分布情况以及分离效率的变化.结果表明:当固相体积分数为5%时,可伸缩旋流器对粗颗粒的分离效率达到95%,与常规旋流器持平,溢流提取的细颗粒数量高出常规旋流器5%以上;当固相体积分数增加至20%时,可伸缩旋流器中粗颗粒的分离效率比常规旋流器下降得更为明显,而细颗粒的分离效率则无显著变化.结果表明:改变等效锥角可以实现可伸缩旋流器分离性能的调节;在较低体积分数条件下,可伸缩旋流器具有更好的分离性能;在较高体积分数条件下,可伸缩旋流器须进一步优化.     

CFRP索股单孔直筒+内锥粘结型锚具的受力性能分析

为研究CFRP碳纤维增强复合材料粘结型锚具的受力性能及其设计参数对锚固效率的影响,寻求较优的锚具设计参数取值范围,本研究首先采用有限元方法,通过引入锚固效率的概念,研究了单孔直筒+内锥粘结型锚具的力学性能及索股径向应力和位移分布规律.然后,以锚固效率和等效刚度为考察指标,改变锚具及索股参数,分析了锚具总长度、粘胶介质弹性模量、直筒段长度、内锥角大小、胶体厚度、索股直径参数对锚固效率及等效刚度的影响规律.结果显示:锚具总长度宜取为12～16倍CFRP索股直径;粘结胶弹性模量取1.5～3.0 GPa;直筒段长度取为总长度的1/6～1/2之间;内锥角取4°～5°;胶体厚度取CFRP筋直径的0.3～0.5倍;索股直径取值宜小于90 mm.在建议参数取值下,单孔直筒+内锥粘结型锚具的锚固效率将达到90%,甚至95%以上.因此,合理优化相关设计参数能较好地提高其锚固效率和刚度.     

风电塔架锥筒材料计算方法

对于风力发电机组塔架锥筒材料传统计算方法进行改进,通过几何方法及三角函数,推导出风电塔架的锥体展开各个尺寸的计算公式。利用办公软件(Excel),只需输入塔架筒体的上下口直径、高度和钢板厚度,就可以自动生成锥台展开图形(扇形)的大小半径、圆心角、大小弦长度、对角线长度、筒节钢板的面积、重量以及钢板进料的准确长度和宽度。应用该方法,材料利用率将大幅度提升,达93%以上。同时,可以将一周时间才能完成的工作缩短为当天完成,大幅度提升工作效率。     

正弦规应用及误差分析

正弦规是利用正弦函数原理对精密角度进行间接测量或加工的一种常用的精密量具或工具 ,常用于测量内、外锥体的锥角及外锥体的大小端直径 ,也用于测量角度块的角度、孔中心线与平面之间的夹角 .正弦规实际上是通过测量长度来计算角度 ,结构简单 ,造价低廉 ,使用方便 .文章通过误差分析得出 :利用正弦规测量小角度能获得很高的精度 .     

原锥虫属(Prptpcpmotes Chen et al.,1994)在湖北三峡地区纽芬兰统(Terreneuvian)岩家河组的发现

在湖北三峡地区纽芬兰统岩家河组小壳化石Ⅰ、Ⅱ组合之间发现了大量锥管状宏体化石,化石体呈平面压扁的平滑圆锥管状,锥体长4-21 mm,始端尖细向口端逐渐扩散,扩散角为13°-25°.锥体口端直径宽1-7mm,锥体始端平直或略有弯曲.锥体表面光滑,无或有微弱横纹,没有保存内部构造.与埃迪卡拉纪庙河生物群中的Protoconites minor Chen et al.1994无论从锥体长度、口端直径宽度、扩散角,还是化石的形态特征等方面均一致,因此理应归属Protoconites.通过Protoconites与好运阶(Fortunian)澄江化石库中的Cambrothytium(或Archotuba conoidalis)和中寒武世Cambrorhytium major对比研究,发现无论从大小、形态,还是生活方式三者之间存在着极大的相似性,可能反映了它们具有较近的亲缘关系,这对揭示早期锥管状生物的归属和演化提供了重要的化石证据.     

原锥虫属（Protoconites Chen et al．，1994）在湖北三峡地区纽芬兰统（Terreneuvian）岩家河组的发现

在湖北三峡地区纽芬兰统岩家河组小壳化石Ⅰ、Ⅱ组合之间发现了大量锥管状宏体化石,化石体呈平面压扁的平滑圆锥管状,锥体长4—21mm,始端尖细向口端逐渐扩散,扩散角为13°-25°．锥体口端直径宽1—7mm,锥体始端平直或略有弯曲。锥体表面光滑,无或有微弱横纹,没有保存内部构造。与埃迪卡拉纪庙河生物群中的Protoconites minor Chen et al。1994无论从锥体长度、口端直径宽度、扩散角,还是化石的形态特征等方面均一致,因此理应归属Protoconites。通过Protoconites与好运阶（Fortunian）澄江化石库中的Cambrorhytium（或Archotuba conoidalis）和中寒武世Cambrorhytium major对比研究,发现无论从大小、形态,还是生活方式三者之间存在着极大的相似性,可能反映了它们具有较近的亲缘关系,这对揭示早期锥管状生物的归属和演化提供了重要的化石证据。     

基于响应曲面法后装压缩式垃圾车的试验研究

为确定后装压缩式垃圾车的装载性能的关键参数,以装载质量为指标,以填装口距地面高度、压实板与竖直面最大角度及装载角为影响因素,采用三因素三水平响应曲面法并运用Design-Expert.V8.0.6软件建立了响应指标与影响因素的回归方程.试验结果显示最优参数组合为:填装口距地面高度为868.94mm、压实板与竖直面最大角度为50°和装载角为66.97°,此时装载质量为7.697吨,为后装压缩式垃圾车整车的设计提供了理论基础.     

下喷式环流反应器的结构特性

针对高１２００ｍｍ，直径１０８ｍｍ的下喷式环流反应器，选用不同的实验体系、不同的测试方法研究了导流筒直径及高度对反应器性能的主要表征参数─—气含率和容积传氧系数的作用规律。结果表明，在实验范围内较优的导流筒直径与反应器直径之比为０．４～０．６；其合理的导流筒高度与反应器具体操作参数有关；物理法和化学法均可适用于这类反应器容积传氧系数的测定。     

水力旋流器的迁移率及其计算

在前文的基础上对旋流器的迁移率进行了计算 ,并与Thew的实验数据举行了对比。计算结果表明 ,在流量、分流比及物性参数发生变化时 ,计算结果均能与Thew的实验结果很好地吻合。对于Thew的 35mm双锥水力旋流器 ,两相之间的分离主要是发生在小锥段 ,这与Thew的最初设想一致。另外 ,计算结果还说明用无因次液滴直径d/d50 ～MP′关系比用d～MP′关系更能揭示各参数影响迁移率的本质。     

双锥流量传感器的数值模拟与优化设计

以数值仿真和实验两方面研究了一种新型的双锥流量传感器,考察了该传感器的关键几何参数即前锥角、后锥角、等效直径比及槽道长度对流出系数、线性度及相对压力损失等性能指标的影响,并预测得到了1个最优模型进行实流实验标定.采用正交实验法进行CFD数值模拟.分析结果表明:前锥角对双锥流量传感器相对压力损失、流出系数及流出系数线性度有重要的影响;后锥角则对相对压力损失有重要影响.最终实流实验验证结果与仿真计算结果具有良好的吻合度.     

轴入导锥式旋流器内油滴聚并破碎特性

轴向进液水力旋流器因内部设有增压流道,可在低压入口条件下实现油水高效分离。采用CFD-PBM耦合方法对轴入导锥式旋流器内油滴聚并破碎行为及分离特性进行数值模拟分析,得出操作参数对油滴聚并破碎的影响规律,同时进行室内实验,对模拟结果的准确性进行验证。结果表明:研究范围内湍动能越大位置的油滴粒径越小,随着入口进液量增大,旋流器溢流及底流出口区域的湍动能增强,油滴粒径逐渐减小;对于该结构旋流器而言,一定范围内持续增加入口进液量,可提高旋流器内的切向速度进而提升分离性能,但同时也增大了油滴破碎机率,致使分离效率降低;研究范围内,进液量为3.62 m~3/h时分离效率达到最大值;增大溢流分流比,虽然可以降低底流含油体积分数,但同时也增大了溢流区域油滴间的破碎,致使分离效率降低,分流比为20%时分离效率达到最大值。     

污泥於砂分离器的分离效能及影响因素

为了消除污水处理厂淤砂对污水处理系统的影响,开发了一种污泥淤砂分离器,并以重庆某污水厂污泥为研究对象进行了现场中试研究.试验结果表明:分离器的排口比K(底流口直径与溢流口直径之比)是影响分离效果最重要的结构参数;提高分离器的工作压力P,可以提高淤砂分离效果和分离器的处理能力.用锥角为20°、溢流口直径Φ22 mm、底流口直径Φ13 mn的污泥淤砂分离器、在工作压力为0.15～0.20 MPa的情况下对污泥进行了淤砂分离,分离产生的溢流污泥ρVSS/ρTSS(挥发性悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度之比)为底流污泥的3倍、底流污泥ρISS/ρTSS(无机悬浮固体浓度与总悬浮固体浓度之比)为溢流污泥的1.5倍,污泥淤砂分离器实现了污泥淤砂的分离和富集.