超临界水活塞效应传热现象的数值模拟

在热力学临界点邻域，流体的一些物性（定压比热、热膨胀系数和等温压缩率）呈奇异性变化，从而产生了一种奇异的传热现象——“活塞效应”．活塞效应是由超临界流体在临界点附近较高的热压缩率和较低的热扩散率引起的，它不同于常规的导热、对流和辐射3种传热方式，被认为是第四种传热机理．文中对封闭容器内超临界水的活塞效应进行了数值分析，结果表明，不论是加热过程还是冷却过程，由于活塞效应的作用，系统趋于热平衡所需的时间大大减少．活塞效应不仅存在于临界点附近，而且在远离临界点处仍然作用明显，流体温度越接近对应压力下的拟临界温度，活塞效应作用越强烈．流体的定压比热与定容比热之比可以作为衡量不同参数时活塞效应强度的参数．     

考虑进气冷却效应的活塞低周疲劳寿命预测

针对进气过程中活塞顶面温度分布不均匀,会对活塞疲劳寿命计算产生影响的问题,采用燃烧模拟和有限元方法,结合材料试验,进行了活塞低周疲劳寿命预测。首先,通过CFD仿真,获取了考虑进气冷却效应的燃烧室温度分布,有限元仿真计算了活塞温度和应变;然后,进行了573 K下的活塞材料拉伸试验和疲劳试验,获取了活塞材料力学参数并推导出活塞疲劳寿命预测模型;最后,结合活塞应变和疲劳寿命预测模型,对比分析了进气冷却效应对活塞低周疲劳寿命的影响。研究结果表明:考虑进气冷却的燃烧室,燃气温度分布不对称,进排气侧的温差达到了75 K左右;活塞应变较大的位置主要集中在活塞凹坑底部、冷却油腔内部、环岸内部和活塞销孔上半部;考虑进气冷却效应导致活塞最大应变值上升了0.425%,低周疲劳寿命降低了13.8%。     

铁路隧道列车相会时活塞风理论计算

由于占据了部分隧道空间,列车在运行时会产生活塞作用效应,列车周围的流场和压力场均发生变化,造成了隧道与外部空间的空气交换.为了找出列车相会时活塞效应的关键因素,根据粘性流体力学的非稳定流理论,分析了列车在隧道内的运行情况,采用相对坐标法建立了列车相会时的活塞风数学模型,提出了在自然风速影响下列车相会以及减速相会时的活塞风速计算方法.结果表明,列车活塞效应的影响因素主要有隧道净空尺寸、自然风速和阻塞比等.     

基于有限元技术的背压活塞的模态分析与疲劳寿命计算

背压活塞是钻井中途油气层测试器的重要零件之一.其工作环境恶劣,受到各种干扰力的作用,容易发生断裂,造成重大事故.利用ANSYS软件,采用区块Lanczos法对背压活塞进行了模态分析,求出了其前六阶固有频率和相应的振型.分别采用兰德格拉夫损伤公式和ANSYS软件中疲劳寿命计算模块对背压活塞进行疲劳分析,计算疲劳寿命分别为1.90年和1.88年,验证了结果的正确性.     

矿井井筒提升容器活塞风效应分析及计算

矿井提升容器在井筒中占据了部分井筒空间,升降运动时,产生活塞作用效应,提升容器周围的流场和压力场均发生变化,产生动态局部阻力.根据流体力学理论,分析了罐笼在井筒内升降过程中空气的速度变化情况,采用相对坐标法推导了在井筒风速影响下罐笼顺风、逆风和相会时的活塞风速数学计算模型.研究结果表明,井筒提升容器活塞效应的影响因素主要有提升容器的外形尺寸、井筒内的机械通风风速和阻塞比等.研究结论为研究由于矿井井筒提升容器活塞作用效应产生动态局部阻力提供了理论依据.图2,参11.     

不同装载情况下矿井活塞风效应的数值模拟

为了减少运输设备对矿井通风系统的影响,分别建立了矿车在空栽和满载两种情况下的矿井活塞风数值分析模型,对两种情况下的活塞风效应进行数值模拟,绘制流场迹线图。在相同列车运行速度和巷道通风速度条件下,得出空载情况下产生的活塞风大于满载时效应、对巷道通风阻力影响较大;空载条件下活塞风对列车运行前方静压场影响距离小于满载情况下影响距离,对列车运行后方影响距离大于满载情况下影响距离;空载条件下活塞风对列车运行前方、运行后方速度场影响距离均大于满载情况;活塞风控制应着重空载情况。     

跟套管钻进技术在石油钻井中应用的研究

石油钻井过程中,上提钻柱时,由于钻柱的活塞作用,造成井壁坍塌,钻头被埋的事故。此外,为了实现钻进与下套管同步进行,节省钻进成本,本文笔者通过分析,将传统的钻井工艺加以改进,结合国内外的一些专家学者的研究成果,提出应用于石油钻井的跟套管钻进技术(Drilling Technology with Casing)。本文介绍了跟套管钻进在石油钻井中应用的优势,同时利用跟套管钻进技术的思想对普通的钻机、钻杆等所作加以改进,并分析了适合石油钻井领域的钻机。介绍了跟套管钻进相对于普通的钻进步骤上的不同之处。     

考虑润滑油剪切稀化效应的活塞裙部混合润滑性能

考虑润滑油剪切稀化效应的影响,建立了活塞裙部-缸套系统的混合润滑模型,以分析单级和多级润滑油对活塞动力学及活塞裙部润滑性能的影响,并通过实验验证了所建模型的正确性和润滑油的剪切稀化作用.结果表明:多级润滑油具有显著的剪切稀化作用;使用多级润滑油或低黏度的单极润滑油,都可以减小活塞裙部的摩擦损失,但会增大微凸峰接触力以及产生磨损的风险,尤其是在膨胀做功冲程阶段;剪切稀化效应对活塞2阶运动的影响不明显;活塞裙部摩擦损失的预测值与实测值具有较好的一致性.     

耦合项对冲击型温度和应力的影响

本文计算了在热冲击瞬间,耦合效应对热零部件(活塞)温度场和应力场的影响,并对其耦合效应带来的影响给出了物理解释。     

超临界混合流体自然对流的三维数值模拟

针对三维矩形腔体中超临界氮氩混合流体的Rayleigh-Bénard对流进行了数值模拟,研究了活塞效应、Soret效应和Dufour效应在自然对流发生发展过程中所产生的影响.结果显示:3种效应作用下自然对流可分为稳定边界层、对流产生和发展、稳定对流3个阶段.活塞效应在稳定热边界层时期发挥主导作用并促进对流发生,形成双热边界层结构.受温度梯度驱动Soret效应引起组分定向迁移,产生Dufour效应促进能量输运.与拟纯流体对比后发现,自然对流发展阶段混合流体中Soret和Dufour效应具有促进流动增强换热的效果.     

直流电路缓冲开关

针对直流电路设计出一种缓冲开关，以解决电路通断时电流的突变问题。     

一种新的谐波和无功电流在线实时检测方法

从相量分析出发,通过一个正弦量专用乘法器,实现对谐波和无功电流的在线实时检测。这种新方法具有良好的动态响应性能,解决了单相无功及谐波电流的瞬时补偿系统的检测问题,这种检测方法也能适用于三相系统。     

载流球形线圈的磁感应强度与线电流模型

在两种假设的情况下，分析讨论载流球形线圈在中心轴上的磁场分布,其中有一种情况会出现发散的问题，进一步分析得知是线电流模型失效所引起的。     

大功率电流型晶闸管变频器低频PWM换流过程分析

从换流原理，假设条件出发，对大功率电流型晶闸管变频器如何实现低频ＰＷＭ换流进行了较为详细地分析，提出了该变频应用于低频时应注意的问题，同时首次给出此类变频器低频ＰＷＭ调制加二重化技术所产生的理论输出波形，可供工程实践中参考。     

网络流问题的二个注释及有关算法的改进

鉴于网络理论在人力物力分配方面和物资调运方面等具有重大的应用意义,特对其中的网络流问题作出如下二个注释及有关算法的改进:1.最大流问题及有关算法的改进;2.最小费用的最大流问题及有关算法。     

长直导体辐射场仿真数学模型的研究

讨论了在时域范围内,面向长直导体的辐射场的仿真数学模型建立问题。通过对原有的数学模型的改进,扩大了其适用范围,并有效地解决了“低频近场”问题。     

一种基于支路共轭电流及其叠加定理的实用潮流追踪方法

输电系统开放后,潮流追踪的实用化研究是十分必要的。本文在比较分析现有潮流追踪方法的基础上,提出了一种基于支路共轭电流及其叠加定理的实用潮流追踪方法。该实用化算法清晰、直观,计算快速、准确,易被接受,可以快速计算得到支路功率分摊和支路损耗分摊的工程上可以接受的近似结果。两个WSCC算例说明了所提方法的快速和有效性。     

关于减小逆变器空载电流的研讨

为了解决逆变器空载电流过大的问题,本文在电路上提出了改进方案,实践证明是行之有效的一种电路设计。     

也谈毕奥沙伐尔定律不能推广到迅变电磁场

为什么毕奥－沙伐尔定律不能推广到迅变电磁场？确实是不易回答的问题。本文剖析了教学中常见的几种错误观点，并指出错误的原因。     

羊毛媒介染料染色解决铬污染之发展研究现状

就羊毛媒介染料染色铬污染问题叙述了铬离子对环境及人体的危害 ,通过介绍目前在此问题上的研究现状及成果 ,总结出了从染色方面解决铬污染问题的三种思路 .