玻璃池窑保温层的计算机优化设计

本文建立了玻璃池窑保温层传热过程的两维稳态数学模型,用Fortran语言编制了计算机程序,在Burroughs-6900计算机上进行计算,得到了保温层内的温度场和热流量,并用现场实测结果予以验证。本文进一步提出了保温层的优化标准和优化方法,编制了优化程序,运用电子计算机进行保温层的优化设计,可得到不同情况下的优化方案。     

玻璃池窑传热的网络分析法

本文采用电热模拟的网络法,分析玻璃池窑的传热过程。根据直流电路的基本理论,导出了玻璃池窑内火焰对物料辐射换热量Q和玻璃池窑内壁面温度tw的计算式。这些结果与[1]采用的传统方法导出的结果相间,但更简单明瞭。     

玻璃池窑电熔锆刚玉砖侵蚀特征的研究

对玻璃池窑池壁、小炉口、流液洞、加料口等处的电熔锆刚玉砖侵蚀特征进行了研究。结果表明，碱性氧化物（Ｎａ２Ｏ）仍然是侵蚀的主要成分，玻璃中Ｎａ２Ｏ分解砖中莫来石，形成α—Ａｌ２Ｏ３和ＳｉＯ２，Ｎａ２Ｏ把刚玉（α—Ａｌ２Ｏ３）转变成β－Ａｌ２Ｏ３，β－Ａｌ２Ｏ３在高温下由于碱的挥发，逐步溶解在玻璃中。Ｎａ２Ｏ和砖中Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２结合形成低信点的新矿物—霞石，电熔锆刚玉砖就此而损毁。     

池窑拉丝通路内玻璃液流场与温度场的数值模拟

通过对池窑拉丝通路内玻璃液流动和传热的分析,建立了池窑拉丝道路纵剖面内玻璃液流动和传热的二维数学模型。其数值计算结果与现场实测数据和物理模拟试验数据吻合得较好。根据计算机数值计算的结果,对拉丝通路的结构改进和合理操作提供了理论依据和一些有实用价值的建议。     

步进电机细分控制运行特性的计算机模拟研究

研究了细分步进电机的峰值转矩－相电流关系；指出传统的线性数学模型只有在磁路的近饱和状态才具有相对近似的意义；提出在欠磁饱和情况下应用抛物线来对其进行描述的理论；给出了相应的计算机模拟运行结果，并用反插值算法求得与非线性ｉ－θ关系相补偿的电流波形，从而在欠磁饱和情况下获得了高角度均匀性的步进电机运行特性。     

新型硅胶-水吸附式冷水机组动态运行特性

针对一种由2个吸附/解吸真空腔和1个蒸发器热管工作真空腔组成的新型硅胶-水吸附式制冷机进行了实验研究,确定了吸附床的热力性能及机组的动态运行特性.实验结果表明:在运行过程中制冷机表现出了独特的运行特性,吸附床也表现出了良好的热力特性,系统运行采用了一种新的高效吸附制冷循环方式;系统运行的回质过程增大了循环吸附量,提高了制冷机对低温热源的适应能力.     

有限元数值模拟技术在结构设计中的应用

随着计算机技术的飞速发展以及有限元理论的日益完善,数值模拟技术在结构设计中发挥着举足轻重的作用。本文即采用有限元数值模拟技术对多个工程中的结构进行了数值模拟,包括墩台、防潮墙、高桩码头、抛锚杆等的线性分析以及套管的非线性接触分析等,通过计算显示出数值模拟技术在结构设计中不可替代的优势。     

基于稳态模型的笼型异步电机变频调速运行特性模拟

为使调速系统具有良好的调速性能,利用Matlab/Simulik对笼型感应电机变频调速进行了数学建模,给出了静止坐标系及旋转正交坐标系下的感应电机运动方程组,采用恒压频比控制和恒压变频控制对感应电机运行特性进行数值模拟.仿真结果表明:频率减小,转速降低,磁通变化趋势一致,进入稳态时间短,振动幅值大;频率增大,转速升高,磁通变化反向,进入稳态时间长,振动幅度小.该研究结果为工程上实现平滑调速提供理论参考.     

新型双盘磁齿整流发电机结构及运行特性

为了实现波浪能的采集与高效转换,加快波浪能开发利用,提出一种新型双盘磁齿整流发电机(double disk magnetic tooth rectifier generator,DDMTRG)。首先,介绍发电机的结构特点和整流原理,结合盘式转子和磁齿轮工作特点分析其结构参数;其次,采用气隙比磁导法及有限元仿真分析该发电机的空载电磁特性和负载输出特性;第三,基于矩角特性分析磁齿轮的带载能力,由外定子各典型位置磁密特征解析该发电机铜耗和铁耗;最后,讨论外定子、盘式转子和磁齿轮结构参数对该发电机运行特性的影响规律。研究结果表明：该电机可将浮子的上下浮动转换为发电机单一方向的旋转运动,实现了波浪运动的整流,效率在94%左右,能量利用率较高;空载气隙磁密和电动势波形正弦性较优,计算结果基本吻合;磁齿轮结构参数对该发电机运行特性影响较大,当盘式转子外圆周永磁体极弧系数为0.6,厚度为4.5 mm,气隙长度为0.5 mm,轴向长度为100 mm,磁齿轮半径为35 mm,长度为40 mm,磁齿轮外圆周永磁体厚度为4 mm,极弧系数为0.8时,双盘磁齿整流发电机的性能较优,发电效率较高,磁齿轮带载能力较...     

混凝土软化特性的数值模拟

采用微裂纹区分段线性应变软化律，并考虑由微裂纹演化而造成的弹性刚度劣化对裂缝扩展的影响，在给定σ－ω软化律的基础上，用应变增量迭代法，数值模拟了混凝土三点弯曲梁的Ｐ－△全曲线。     

玻璃窑炉蓄热室内温度场的数学模型

通过对玻璃窑炉蓄热室内传热和气体流动过程的分析,以热量平衡原理为基础,建立了温度场的数学模型。在该模型中,物性参数与换热系数均取作温度的函数。在单元节点上把格子砖的局部平均温度转化为局部表面温度,以计算换热系数,并应用集总换热系数来引入格子砖内部热传导的影响。文中给出了主导这一数学模型的基本方程,并用有限差分方法进行了数值计算。在马蹄焰玻璃窑炉蓄热室的操作条件下,实测结果与计算机数值结果有较好的一致性。运用数学模型的计算结果,能为蓄热室的实际设计和操作提供依据。     

阳极焙烧炉火道结构优化

对阳极焙烧炉的火道结构进行了优化模拟计算。分析了两种结构优化方案的可行性，并得出综合优化方案。研究表明，适当调整挡板的位置可以改善气流的分布。结果显示，综合优化方案对改善阳极焙烧炉的燃烧条件有着显著效果。数值模拟的方法为阳极焙烧炉结构和运行参数的优化提供了较准确、快速和经济的研究手段。     

大型高炉合理炉缸冷却制度

合理的炉缸冷却制度是保证大型高炉长寿的基础,不同冷却制度对高炉炉缸的温度分布和侵蚀状况具有直接影响.结合某4000 m3级高炉,根据传热学理论建立了高炉炉缸、炉底温度场物理模型和数学模型,通过数值模拟对"大水量、小温差"和"小水量、大温差"这两种不同炉缸冷却制度进行了研究,分析了不同冷却制度对炉缸温度场、炉缸侵蚀状况及高炉寿命的影响.结果表明,在炉役初期砖衬较厚时,不同冷却制度对炉内温度分布的影响区别不大;随着砖衬的不断减薄,不同冷却制度对炉内温度分布的影响逐渐明显;当砖衬侵蚀到一定程度后,再好的冷却也无济于事,但采用"大水量、小温差"并加强冷却可以减缓砖衬的侵蚀,延长高炉寿命.     

高炉堵渣机的结构分析与优化设计

在按不同的工作阶段对堵渣机进行自适应功能结构分析的基础上,利用ADAMS软件对机构进行了仿真分析,找出了现有堵渣机存在的问题;并对堵渣机进行了优化及无过约束的自调结构设计.仿真结果表明:堵渣机的各项性能得到提高,工作更加稳定可靠;堵渣机的自调和自适应性能得到进一步改善,消除了堵渣机对外界工作环境的敏感性;机构自调结构具有工程实用价值和巨大的应用前景.     

一种新型AICD装置的结构设计及性能测试

长水平井生产剖面难以均衡推进,易过早见水。传统流入控制装置（ICD）存在见水后失效的问题。本文创新提出一种新型自适应式流入控制装置（AICD）,该装置基于多级限流原理,结合遇水膨胀材料,根据含水率自动改变流动阻力等级,达到控水稳油的目的。本文设计了全尺寸物理模拟试验装置,与国际上主要应用的AICD进行了对比试验。结果表明,该装置结构简单,防堵能力强,具有卓越的性能,对流体粘度、密度不敏感,在中高含水情况下,控水稳油效果显著。     

太阳能蓄热水箱联合运行模式研究

以乌鲁木齐地区某地板供暖的太阳能热水系统为工程背景,对3个具有不同顶部形状或内置隔板结构的蓄热水箱内流动与传热过程进行了数值分析,并对各水箱的交替运行模式进行了探讨.结果表明:不同时刻采用多水箱交替运行的模式是可行的.根据水箱的热分层评价结果,在该地区典型日中室外气温相对稳定的3个典型时刻(11:30,15:00和18:00),水箱合理的运行模式为:11:30优先运行3#水箱(球形顶部和单圆孔内置隔板结构),其次为2#水箱(锥形顶部和多圆孔内置隔板结构)或1#水箱(锥形顶部和单圆孔内置隔板结构);15:00和18:00优先运行3#水箱,1#和2#水箱互为备用.对于水温要求较高但用水量不大的用户,建议优先运行3#水箱,其次为1#水箱,当用户端回水量较大且用户需要较高温度的热水时优先启用2#水箱.根据当地气象条件适时开启合适的蓄热水箱并合理调节流体参数对于充分利用太阳能资源、提高太阳能供暖系统的可靠性具有重要的工程指导意义.     

新型三分支环腔式自适应流入控制装置设计及数值模拟

水平井作为一种先进的钻井技术,已广泛应用在各种复杂的油气藏中,但水平井在开采底水油藏时面临着底水脊进的主要问题,早期的流入控制装置(ICD)和现在的自适应流入控制装置(AICD)通过均衡流入剖面控制底水脊进对水平井开采的影响,但都存在一定的局限性。本文在前人研究的流道型AICD的基础上,设计了一种三分支环腔式新型AICD控水装置并进行相应的优化设计,该装置结构简单,能够自动识别油和水,并能够根据油水性质差异对油和水产生不同的压降;利用ANSYS数模软件,对该装置进行仿真模拟和结构优化,优化结果为分支角为60°,入口个数为3时最优。最后进行敏感性分析,结果表明水流过该装置的压降远远大于油流过该装置时的压降;流体密度,黏度和含水率等参数对压降都有不同的影响,其中黏度的影响最大,密度的影响最小。     

均匀设计在调优试验设计中的应用

本文提出了在调优试验设计中用均匀设计代替2－水平正交设计的思想及方法。以一仿真例子说明了具体的应用步骤。仿真模拟结果表明均匀设计的应用可以使调优试验设计原有的局限得到了突破。     

新型高效双管式石英炉膛的设计

设计了一种新型双管式石英炉膛,它由石英管与玻璃磨口阀、三通三支真空活塞及石英过滤片连接组成,且连接处用耐高温真空脂密封缝隙。这种新型石英双管炉膛管结构简单,体积精巧,拆洗方便;不仅减少了不锈钢材的用量,而且降低了制作成本;同时控温系统采用现代化多段智能程序温度控制仪,稳定性好,可快速升降温度;又因与外壁炉膛双层保温,使散热损失缩小;在烧结使用中,更换样品时既方便又快捷,效率高而且更实用,运行安全性能更好。     

氧气高炉回旋区内煤粉燃烧行为的数值模拟

炉顶煤气循环-氧气鼓风高炉炼铁新技术的工艺特点决定了煤粉在其回旋区内的燃烧条件与传统高炉相比将发生很大变化.本文建立了氧气高炉直吹管—风口—回旋区下部煤粉流动和燃烧的数学模型,研究了入口布置方式、氧含量、循环煤气温度以及H2 O和CO2含量对煤粉燃烧的影响.模拟结果表明：三种引入方式中,假想的循环煤气和氧气混合进入方式明显优于循环煤气和氧气单独进入方式.当氧的体积分数由80%增加到90%,相应的煤粉燃尽率由87.525%提高到93.402%.循环煤气温度对煤粉燃尽率的影响并不显著.循环煤气中H2 O和CO2的体积分数提高5%,风口轴线上气体的最高温度分别降低124 K和113 K.