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。     

新型静压气体球轴承侧向承载特性

在某些应用中,静压气体球轴承同时受轴向力和侧向力的作用,研究轴承的侧向承载特性十分必要。提出一种基于计算流体动力学(CFD)、三维稳态可压缩Navier-Stokes方程的数值解法,将适用于可压缩流体的改进的SIMPLE算法应用于离散方程的求解。分析中心气膜厚度和几何参数对球轴承侧向承载特性的影响,并将数值模拟结果和实验结果进行对比。研究结果表明：采用改进的SIMPLE算法对轴承流场分析结果可以较真实地反映其侧向特性;中心气膜厚度h较大时(h＞20 μm),轴承侧向承载力随偏心率的增加而增加,且它们近似线性;轴承半径和球窝外包角对侧向特性影响很大,侧向刚度与半径的平方近似成正比。     

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.     

带式压滤机的结构设计及运行管理

随着我国经济的不断发展，污水处理事业取得了长足进展，但污水处理中的污泥处理与处置技术还略显不足。污泥脱水是污泥处理过程中的重要环节，主要指将流态污泥（经过或未经过浓缩）转化为固态的湿污泥。污泥的含水率由90％以上降至60-80％左右，常用的脱水法分为自然脱水和机械脱水法，机械脱水主要由真空过滤法和压滤法、离心法。     

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。     

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.     

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.     

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.     

新型氧化铝矿浆烧成炉内热过程的数值模拟

在了解氧化铝矿浆干燥、烧成工艺及设备的基础上,针对中国铝业股份有限公司中州分公司开发的一种新的氧化铝矿浆干燥和烧成炉,建立了矿浆干燥、烧成炉内气固两相流的流动传热以及烧成过程的数学模型,就干燥、烧成炉运行参数及各几何参数进行优化计算,得出了炉内气固两相流动的速度场、温度场、压力场以及颗粒干燥和烧成反应时间,并分析讨论了喷口位置、喷口速度、颗粒雾化粒径等参数对氧化铝矿浆干燥、烧成工艺的影响.     

双螺旋驱动的血管机器人绿色设计

文章设计了一种双螺旋驱动的血管机器人,双螺旋结构有助于提高血管机器人运动灵活性,给出了效用函数初步评价血管机器人绿色性的模型．采用CFD方法分析血管机器人与血管壁间的稳态和瞬态流场,并进一步优化双螺旋驱动血管机器人的外形结构的6个参数,这些参数对血管机器人外部压力场影响明显,血管机器人直径D3参数对机器人外壁附近的速度场影响较明显．优化结果显示,当D1=2．2,D2=1．0,D3=2．4,L1=2,L2=5,Li=0．4-0.2时,血管机器人外流场对血管机器人运行影响较小．     

一种双吸式血液泵水力设计

为了更好地满足体外循环装置和人工心脏的运行要求,该文采用RANS方法和SSTk-ω湍流模型对一种双吸式血液泵进行了三维定常湍流计算;在详细分析血液泵内部流动特征的基础上,对泵的水力部件如叶轮及压水室进行了设计优化,并探讨了各种设计对血液泵主要运行参数的影响。结果表明:压水室隔舌附近的流道容易出现较大的局部壁面剪切应力,是泵内血细胞容易受到损伤的危险区域;适当增大压水室断面面积有利于提高泵的水力效率;选择较大的叶片出口安放角时血液泵可获得较高的扬程,但采用径向叶片叶轮(出口叶片安放角为90°)时须设法控制流动扩散及其对泵性能的影响;所设计叶轮的平均壁面剪切应力为20～26 Pa,小于损伤血细胞的临界值。