在《化工原理》的教学中注意培养学生的工程观念

本文从泵的选择、传热、精馏等几个实例中，介绍了处理工程问题的观点和方法。     

给水管线排气阀的应用探讨

在给水管线设计中，管路的排气是一个非常重要而又复杂的问题，排气阀作为一个附属设施设计是否得当、是否合理，对以后管路系统的运行状态和水泵的动力消耗有着重要影响。严重者可引起水柱分离，发生巨大的压力，破坏管道。     

燃油管路压力脉动的抑制方法及其鲁棒性研究

针对飞机地面压力加油管路系统通向油箱的管路压力脉动现象，本文提出一种新的实时主动流量控制方法。基于传统被动式蓄压器，建立其动特性方程，并提取可控参量，通过前馈及反馈技术，确定出优化控制律，对管路瞬态压力进行在线控制。同时评估了控制系统的鲁棒性，并讨论了扰动带来的不确定性对稳定性和控制精度的影响。理论研究及数字仿真结论验证了该方法的有效性。     

基于管壁取样的气液两相流量测量

为克服传统取样式多相流量测量方法取样口易堵塞的缺点,提出了通过管壁取样测量气液两相流体流量的新方法.管壁四周均匀布置4个直径为2.5 mm的取样孔,并在上游采用旋流叶片将来流整改成液膜厚度均匀分布的环状流型,从而增强了取样的代表性.分析表明,取样流体中的液相质量流量与主流体液相质量流量的比值主要取决于取样孔的数目和大小,而取样流体中的气相质量流量与主流体气相质量流量的比值则与主管路液相流量有关.在管径为0.04 m的气液两相流实验回路进行的实验表明,在实验范围内液相取样比为0.049,基本不受主管气液相流量波动的影响,能够在宽广的流动范围内维持恒定.液相流量最大测量误差为6.8%,气相流量最大测量误差为8.9%.     

基于蚁群算法的三维管路优化

针对目前凝汽器接颈部分管路设计主要采用经验设计方法却没有理论方面支持的问题,提出一种采用蚁群算法对凝汽器接颈部分管路进行优化的方法,以VC 为编程平台,并用Unigraphics NX5进行算法仿真.     

CO2通过安全阀排放流动分析

基于压降经验关联式,对CO2通过安全阀排放流动进行理论研究,分析安全阀的工况和管道结构参数对固体CO2形成的影响.结果表明:当安全阀进出口管径与孔径比为1.1～2.0,安全阀阀杆总上升高度与孔径比为0.1～0.4,下游管径与孔径比为4,下游管长与孔径比为1000时,固体CO2会在安全阀内形成;当安全阀开度大于70%且进出口管径与孔径比小于1.4,或安全阀上游进口压力高于12 MPa时,固体CO2会在下游管路中形成.     

低温管路预冷过程两相流动与换热计算研究

为揭示低温流体预冷管路过程中两相流动与换热特性,采用准稳态方法建立了低温管路预冷计算模型。该模型采用有限容积法来求解管内流体流动与换热方程,有限差分法求解管壁一维非稳态导热方程,流体与壁面的换热根据流型来判定选择对应的换热关联式,并对管壁外侧辐射漏热进行线性化离散处理。利用多组实验数据进行模型验证,结果表明模型对预冷时间预测的误差在10%之内。对预冷过程非稳态降温特性及流型与换热特性的计算结果表明:在低温流体预冷管路过程中,大部分换热方式为单相气强制对流和膜态沸腾,约占总预冷时间的95%,总换热量的75%,核态和过渡沸腾发生时间较短;预冷过程中存在一个最优质量流速,这既可以缩短预冷时间,同时可以减少推进剂的浪费。     

管路减振用磁流变阻尼器设计与性能研究

针对流体动力管路减振降噪需求,提出了一种应用于流体动力管路振动控制的双出杆剪切阀式磁流变阻尼器设计方法.以磁流变阻尼器Bingham模型为基础,将磁流变阻尼器结构设计与磁路设计相结合,推导了阻尼器结构参数的计算公式.采用COMSOL对磁流变阻尼器电磁场进行了仿真,并计算了磁流变阻尼器在不同控制电流下的剪切应力.根据所提出的磁流变阻尼器设计方法及管路振动控制需求,研制了磁流变阻尼器样机,并对样机进行了动态力学性能测试.测试结果表明:磁流变阻尼器性能参数与理论设计要求基本一致,证明了该设计方法的正确性和可行性,并且采用该优化设计方法能够简化磁流变阻尼器设计过程和减小磁流变阻尼器体积.      

船舶管路综合布局优化

一艘完整的船舶就像一个人体,管路就像人体中的血管,承载着连接系统,输送工作介质等多项功能,有了它,才能使船上各系统的功能得以正常连接和发挥作用。管路设计是船舶设计中重要的设计内容与组成部分,同时,管路布局的好坏直接决定着一艘船舶的质量与经济成本。同一艘船舶,同一个舱室,同样的系统原理,不同的设计人员做出的管路布局往往差别很大。排除违反系统原理及违反各规范要求的情况,合情合理的管路布局仍然千差万别,这就要求管路布局设计人员从多方面优化当前设计。     

航空助力器耐久试验台油温控制系统设计

航空助力器是一种以液压油为工作介质,辅助飞行员调节飞行器机翼,以便于控制其飞行方向和速度的执行机构;其工作环境恶劣、油液温度高。航空助力器在装备前需要在地面试验台上进行包括耐久性试验在内的一系列测试。某型航空助力器耐久试验台是一种地面模拟设备,用于供给高温液压油给助力器、模拟飞行器实际飞行过程中助力器所受的作用力、模拟飞行员手动操作助力器的过程等。耐久试验台的油温控制系统加热温度高、升温速率大、温度变化快、不间断持续工作时间长。针对此特点,设计专用的油液温度控制系统,采用管路两级加热和带死区的乒乓控制策略,大大改善了控温区的温度过冲现象,解决了油温控制响应滞后、控制精度低等问题。该系统成功应用于某型航空助力器耐久试验台,控制精度高,系统响应速度快,达到预期性能要求。