高炉风机防喘振优化控制方案设计与实现

结合高炉风机具体的应用实例,使用西门子S7-400H系列PLC实现对高炉风机防喘振控制系统的设计.由于喘振现象对高炉风机的安全、高效运行起着非常重要的作用,因此防喘振控制方案的优劣成为实现高炉风机自动控制的关键技术之一.本文介绍的优化防喘振控制方案有效的解决了传统方案中调节快速性和能量损失大的矛盾.     

横流风机与离心风机串联吸气特性的试验研究

为研究异类风机串联后的吸气特性及适合风机串联的工况条件,笔者在横流风机和离心风机单机吸气性能试验的基础上,进行了横流风机与离心风机串联吸气性能试验。试验结果表明,横流风机与离心风机串联运行与风机单独运行相比,在低阻区不稳定,但与两台横流风机串联运行相比,稳定性有较大改善;当管道阻力变小时,串联失去意义。该结论为异类风机串联参数的选择提供了依据。     

基于Bezier曲线的贯流风机叶型多工况优化研究

采用四阶有理Bezier曲线,多个控制点约束叶轮中弧线进行叶片参数化设计.基于贯流风机须在较宽的工况区间内稳定运行的要求,在熵值法的基础上设计了一种多工况设计优化方法.设置多工况加权平均流量为优化目标函数,利用超拉丁方实验设计方法生成样本空间点,通过熵值法确定不同工况的权重因子,基于多岛遗传优化算法(MIGA)对数值模拟结果进行多工况优化.通过此方法进行贯流风机叶片型线优化结果表明:优化后叶轮在不同转速下体积流量均有所上升,最高转速下流量提高65.18 m~3/s.     

海上风机结构振动监测试验与特性分析

以某海上风电试验样机为研究对象,基于现场原型观测获取整体风机结构在停机、正常运行、开(停)机及台风工况下的振动响应数据,系统地分析海上风机结构在不同运行状态下的振动响应时频域特性与变化规律,探讨影响海上风机结构振动的关键因素及其对风机振动安全性的影响规律.结果表明:在风机处于停机状态下,结构振动随环境风速的增加而显著增大;而运行状态时,叶轮转速对结构振动影响效应明显,对振动变化起到主导作用.海上风机在开(停)机过渡过程中振动显著大于正常运行状态,台风期风机在额定转速运行时的振动超过实测最大风速时停机工况的响应.塔筒顶部与基础顶部振动响应同步性说明整体风机具有很好的变形协调性.     

斜面油垫静压轴承热油携带影响下的温升特性

以周向倾角0.028°动压承载效果较优的斜面式双矩形油垫静压轴承为对象,进行油膜热油携带及温升特性研究.从缝隙流动机理出发建立油膜热油携带数学模型,对该型号静压轴承常用7种载荷和12种转速工况进行流体仿真分析,探索热油携带影响下的油膜温升规律,并进行油膜性能实验.研究发现:当转速10～100 r/min时,部分载荷工况发生油膜热油携带现象;而当转速超过100 r/min时,所有承载范围内均会发生油膜热油携带现象,且油膜温升曲线有尖点,热油携带影响下的油膜温度急剧升高,油膜热累积现象加重.     

重载机车轴流冷却风机流场及失速特性的研究

针对重载机车轴流冷却风机运行条件多变、容易发生失速的现象,建立了一种三维数学模型来研究轴流通风机的气动性能,预测失速点.基于RNG k-ε湍流模型,在旋转坐标系下采用SIMPLE算法求解压力速度耦合方程.计算了不同工况下风机的性能参数,绘制特性曲线,分析了内部流动规律和失速特性.结果表明:风机特性曲线存在不稳定工况区,在小流量范围存在一个拐点;失速工况下叶轮处静压最小值远高于工作点,并且叶片静压梯度下降明显;风机失速时流线弯曲严重,尾部漩涡区延长;可以预测失速点在流量系数为0.201处.     

横流风机结构参数对噪声和性能影响规律的试验研究

本文利用频谱分析和优化技术,对横流风机的噪声源作了理论分析,并对结构参数与噪声及性能的影响规律进行了试验研究,获得了一种低噪声、高性能的横流风机模型。     

燃气轮机可转导叶自抗扰控制策略研究

在燃气轮机运行过程中，可转导叶易随压气机转速等状态量变化而频繁改变角度，继而引起振荡。这种可转导叶的振荡现象可能影响机组性能甚至导致喘振的发生。本文采用一种基于分散式多变量控制策略的新型自抗扰控制（ADRC）算法，对燃气轮机可转导叶设计了转速–导叶双变量自抗扰控制方法，并加入了死区和滤波功能，能够在保证机组转速稳定的同时抑制机组运行过程中可能出现的可转导叶抖动现象，可在不同工况下稳定机组状态，提高燃机效率。     

旋风分离清选系统阻力特性及工况的试验研究

以清选系统(吸杂管道和旋风分离筒)代替风机性能试验台的阻力调节板,通过调节风机的转速检测了旋风清选系统的阻力特性,研究了系统正常工作时的气流状态(即吸杂风机工况点).分析了吸杂风机转速、系统阻力、喂入量变化时对清选系统工作状态的影响以及对吸杂风机的性能要求,为清选系统的改进、配套风机的参数选择和推广应用提供了试验依据.     

级环境下离心压气机扩压器叶片气动优化设计

在级环境下采用人工神经网络和遗传算法在对设计工况下的离心压气机扩压器叶片型线进行了优化,并采用数值方法对优化前、后离心压气机级的气动性能进行了对比分析.结果表明:在设计工况下,优化后的叶片扩压器静压恢复系数提高了11.7%,总压损失系数减少了21.12%,离心压气机级绝热等熵效率提高1.64%,达到了86.01%;非设计工况下离心压气机的气动性能也有显著改善;优化后离心压气机级在设计转速下喘振裕度有所提高,阻塞裕度略有降低.     

挖掘机混合动力系统控制器设计

为了实现柴油机和电动机的动态协调控制,设计了挖掘机混合动力系统控制器.控制器由功率预处理模块、油门控制模块和工作模式识别模块构成.控制器的输入参数为液压泵扭矩、液压泵转速和蓄电池SOC,输出参数为柴油机油门开度.建立了基于MATLAB的混合动力系统控制器性能仿真模型.对挖掘工况和平整工况下的控制器性能进行了仿真分析.仿真结果表明：控制器能根据载荷变换实时调整电动机的工作状态,在整个工作过程中,柴油机的工作转速基本不变.     

稀释水应用于匀浆辊流浆箱的数值模拟

为了确定匀浆辊流浆箱能否采用稀释水来调节纸页横幅定量偏差,文中采用计算流体动力学软件Fluent对匀浆辊流浆箱内的流场进行数值模拟,利用Multiphase-Mixture模型分析了两种流体在匀浆辊流浆箱中的混合情况,利用旋转坐标系统(RRF)模型考察流场内旋转域对流场的影响,计算在不同进浆流速和匀浆辊转速的情况下,稀释水的调节效果.模拟结果表明:稀释水的调节效果与匀浆辊转速符合一次函数关系.实验证明,采用稀释水调节后,横幅定量偏差降低了3个百分点以上,该结果与数值模拟结果相符,说明稀释水调节单元可用于匀浆辊式流浆箱.     

风动力屋顶排风机性能分析及实验研究

通过运动学分析和实验测试,对风动力屋顶排风机的能量转换机理和风能利用特性进行了研究.结果表明组成该装置的半月板式叶片在自然风作用下能够产生驱动力矩,带动排风机旋转,防止下切风产生逆压差影响自然排风.同时,当风速增加时,其排风能力有所增强,说明除了密度差导致的排风动力外,其本身也具有一定的排风能力.另外,对于低功率密度风能利用研究,给可再生能源的利用又提供了一个新的发展方向.     

贯流风机结构参数及工作特性的关联

利用计算流体力学方法对贯流风机内部气体流动进行了数值模拟，研究了贯流风机的流动状态和结构参数变化对其产生的影响．分析了蜗舌间隙、进口角、蜗壳间隙、蜗舌位置角、出口角变化与贯流风机进、出口流速间的关系，从中寻找出结构参数变化对贯流风机流场影响的规律．通过计算分析，确定了不同工况下贯流风机进、出口角的最佳范围以及最佳蜗舌间隙的选取方法．将模拟计算结果与实验结果进行了比较．结果表明，数值模拟的结果与实验结果基本吻合．     

挖掘机混合动力系统控制器设计

以减小柴油机转速波动为目标,设计了挖掘机混合动力系统控制器.该控制器以液压泵需求扭矩、液压泵转速和蓄电池SOC为输入参数,以柴油机转速、柴油机扭矩和电动机扭矩为输出参数.提出了基于模糊控制的柴油机油门开度控制方法.建立了基于MATLAB的混合动力系统控制器性能仿真模型.对挖掘工况和平整工况下的控制器性能进行了仿真分析.仿真结果表明：控制器能实现柴油机和电动机的协调控制;在整个工作过程中,柴油机的转速基本不变.     

燃煤电厂引风机磨损分析及处理

分析了燃煤电厂引风机的磨损现象,讨论了影响引风机磨损的各种因素,并介绍了常用的引风机叶轮防磨处理方法。     

轴流风机与离心风机串联吸气特性的试验

对轴流风机与离心风机串联吸气性能进行了试验,得到了两种异类风机串联工作时的吸气性能曲线。试验结果表明,串联吸气全压与单风机全压相比在小流量区域全压显著增大,改善了风机的性能;串联后的效率曲线也得到改善,高效率区域增大,且两种风机在串联系统中的先后位置对吸气性能影响很小,提高了串联系统的适应范围。因此,轴流风机和离心风机串联适用于管道系统阻力大的情况,可以发挥离心风机压力高、轴流风机结构简单且易于串联的优势。     

AV63-12型轴流式高炉鼓风机的PLC控制

结合高炉鼓风机系统的工作原理和控制目标，提出了高炉鼓风机控制系统的结构和总体设计方案．讨论了防喘振控制、静叶调整、紧急停车系统（ESD）．实践表明，防喘振曲线的在线显示和控制已在风机的安全可靠运行方面发挥了重要作用．     

弯掠动叶对旋转失速流场的影响

给出了弯掠动叶和径向（常规）动叶旋转失速工况下流场的实验结果，论述了这两种叶片在变工况下的性能差异以及弯掠动叶对旋转失速特征参数的影响，进行了失速前后有关试验数据的对比分析，讨论了弯掠动叶引起旋转失速流场变化的机理及对流场的改善作用．     

风扇叶片结冰对航空发动机不平衡响应影响研究

航空发动机风扇叶片结冰对转子不平衡具有显著的影响;并导致发动机推力的损失。针对风扇叶片结冰对转子不平衡的影响问题,采用结冰软件详细分析了商用航空发动机风扇叶片结冰情况。基于隐式动力学模型研究了风扇叶片结冰引起的整机转子不平衡。通过整机有限元模型研究了风扇叶片结冰对不同支撑轴承载荷和位移的影响;进一步研究了不平衡条件下转子和静子的间隙。研究结果表明风扇叶片结冰质量的最大工况为地面慢车状态,对一号轴承和二号轴承有一定的影响。提出的分析方法可以为风扇叶片防冰设计和验证提供指导。