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粉体混合过程及搅拌功率的DEM数值模拟和实验 被引量：11
1
作者 宣颖 刘雪东 +4 位作者 周成奇 刘文明 刘红梅 顾宇彤 彭涛 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期3598-3607,共10页
采用数值模拟与功率测试相结合的方法,研究直叶桨式粉体混合机搅拌过程及搅拌功率、扭矩的变化规律。对粉体混合机内球形颗粒的混合过程进行离散单元法DEM数值模拟,研究直叶桨式粉体混合机内搅拌转速、搅拌桨直径、桨叶数目等特性参数... 采用数值模拟与功率测试相结合的方法,研究直叶桨式粉体混合机搅拌过程及搅拌功率、扭矩的变化规律。对粉体混合机内球形颗粒的混合过程进行离散单元法DEM数值模拟,研究直叶桨式粉体混合机内搅拌转速、搅拌桨直径、桨叶数目等特性参数对粉体混合时搅拌功率和扭矩的影响,并拟合得到功率计算公式。搭建粉体搅拌试验台,测试粉体搅拌功率并与模拟结果比较。结果表明,直叶桨式粉体混合机内功率消耗与搅拌桨转速、搅拌桨直径、桨叶数目等特性参数有密切关系。同时,扭矩值和功率值与搅拌桨转速、搅拌桨直径和桨叶数目都呈正相关。实验得到了与模拟类似的扭矩-转速关系以及功率-转速关系,模拟值与测试值具有较好的吻合性,验证了所推导公式的准确性。 展开更多
关键词 粉体 搅拌功率 扭矩 数值模拟 离散单元法
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基于COA-CNN的滚动轴承故障诊断方法研究
2
作者 别锋锋 周兆龙 +3 位作者 李倩倩 丁学平 袁为栋 张瀚阳 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第4期136-142,共7页
滚动轴承大多处于高速、高负载的复杂工况,通常存在较强的非平稳非线性特征,使得对其振动信号分析、故障识别困难。对此,提出一种基于浣熊算法(Coati Optimization Algorithm,COA)优化卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)... 滚动轴承大多处于高速、高负载的复杂工况,通常存在较强的非平稳非线性特征,使得对其振动信号分析、故障识别困难。对此,提出一种基于浣熊算法(Coati Optimization Algorithm,COA)优化卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)的故障诊断方法。首先利用差分连续小波变换(Difference Continuous Wavelet Transform,DCWT)对原始振动信号进行预处理,获取包含完整原始特征信息的小波时频图,通过构建COA-CNN模型优化神经网络的核心参数,对所获取的时频特征信息进行识别,由此完成滚动轴承的非平稳信息的提取和模式识别。实验仿真和工程应用研究表明,在复杂工况下该方法可以有效实现滚动轴承典型故障模式的识别。 展开更多
关键词 故障诊断 滚动轴承 卷积神经网络 小波变换 时频图 模式识别
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基于IDBO-TVFEMD与改进小波阈值函数的滚动轴承复合故障诊断方法
3
作者 别锋锋 张雨婷 +4 位作者 李倩倩 丁学平 彭光成 戴雨萱 张瀚阳 《机械强度》 北大核心 2025年第10期51-62,共12页
针对滚动轴承故障的振动信号在强噪声背景下容易受到干扰不易提取的情况,提出了一种基于改进的蜣螂优化器(Improved Dung Beetle Optimizer,IDBO)算法-时变滤波经验模态分解(Time Varying Filtered Empirical Mode Decomposition,TVFEMD... 针对滚动轴承故障的振动信号在强噪声背景下容易受到干扰不易提取的情况,提出了一种基于改进的蜣螂优化器(Improved Dung Beetle Optimizer,IDBO)算法-时变滤波经验模态分解(Time Varying Filtered Empirical Mode Decomposition,TVFEMD)与新型小波阈值函数去噪相结合的故障诊断方法。首先,运用IDBO对TVFEMD中B样条阶数和带宽阈值ξ进行迭代寻优,得出最佳参数组合,然后,对原始信号进行TVFEMD,得到各本征模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量,通过相关系数准则去除其中的无关分量,重构新信号。随后,运用改进的小波阈值函数对新信号进行二次去噪处理。最后,对处理完的信号进行包络谱分析,提取其故障特征频率。通过仿真模拟信号与故障模拟试验分析研究,实现IDBOTVFEMD与改进小波阈值函数相结合的故障诊断方法和经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)、集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)、完全集合经验模态分解去噪(Complete EEMD with Adaptive Noise,CEEMDAN)方法的对比,研究结果表明,提出的算法模型具备更好的诊断效果。 展开更多
关键词 滚动轴承 时变滤波经验模态分解 蜣螂优化器算法 小波阈值函数
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复合型裂纹拘束度及其承压结构失效评定图研究 被引量：1
4
作者 缪新婷 刘国旭 +2 位作者 张锦波 彭剑 别锋锋 《机械强度》 北大核心 2025年第1期113-122,共10页
围绕平板试样和管道结构的裂尖拘束度以及失效评定图(Failure Assessment Diagram,FAD)进行研究,旨在探明试样和管道之间的适配性和关联性。基于有限元法获得了中心裂纹板(Central Cracked Plate,CCP)试样以及含裂纹承压管道裂尖的拘束... 围绕平板试样和管道结构的裂尖拘束度以及失效评定图(Failure Assessment Diagram,FAD)进行研究,旨在探明试样和管道之间的适配性和关联性。基于有限元法获得了中心裂纹板(Central Cracked Plate,CCP)试样以及含裂纹承压管道裂尖的拘束度,发现单轴加载作用下的CCP试样裂尖拘束度与轴向拉载荷作用下的厚壁管道较匹配,而双轴载荷作用下的CCP试样与内压作用下的薄壁管道较匹配。此外,获得了CCP试样和管道结构的FAD,发现CCP试样的FAD受厚度的影响较小;指出平行于裂纹方向的应力是使得结构的失效评定曲线(Failure Assessment Curve,FAC)提高的主要因素。最后,发现具有相同拘束度水平、裂尖复合程度以及加载方式的两种结构,CCP试样的FAC高于承压管道的FAC,即采用CCP试样的FAD评定管道结构是不安全的。 展开更多
关键词 复合型裂纹 拘束度 失效评定图 承压结构
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高温熔融锡液遇水爆炸机理的实验研究 被引量：2
5
作者 纪国剑 单梦琪 +1 位作者 周宁 王政伟 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期25-32,共8页
为研究低熔点金属锡遇水爆炸机理及能量转化过程,搭建了一套由高频熔融炉、高速摄像机和信号采集仪等组成的可视化实验平台,监测锡与水的质量比为5、10、15和20时熔融锡液与水接触反应过程,并选取中高熔点金属铝进行相同条件下的对比实... 为研究低熔点金属锡遇水爆炸机理及能量转化过程,搭建了一套由高频熔融炉、高速摄像机和信号采集仪等组成的可视化实验平台,监测锡与水的质量比为5、10、15和20时熔融锡液与水接触反应过程,并选取中高熔点金属铝进行相同条件下的对比实验。同时,结合能量守恒定律、爆炸冲击理论建立数学计算模型,用于定量分析爆炸冲击波能量。结果表明:质量比为5时,熔融锡液与水反应触发2次蒸汽爆炸;由相同条件下熔融铝液遇水爆炸实验,反应剧烈程度和持续时间与金属碎化程度和金属热扩散率有关。此外,高温熔融锡液遇水爆炸过程中,0.45%~10.91%热能转化为冲击波能量。随着质量比的增加,冲击波能量转化率呈现先增后减趋势;当质量比为10时,冲击波能量转化率最大。由锡/铝遇水爆炸实验的冲击波压力曲线可知,当质量比小于12.69时,锡液遇水爆炸实验的冲击波能量转化率高于铝液遇水爆炸实验的冲击波能量转化率。 展开更多
关键词 爆炸机理 能量转化率 高温熔融锡液 蒸汽爆炸 冲击波
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船用燃机叶片矩阵肋与射流协同冷却性能研究
6
作者 李邢伟 李杰 +1 位作者 俞滨烨 卜诗 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第10期107-114,共8页
为了进一步提高涡轮叶片的内部冷却性能,对基于矩阵肋的双层壁单元进行研究。通过搭建双气路的实验台测量了3种不同孔位置下外腔靶面的传热,并使用经验证过的湍流模型(SST k-w)分析射流孔不同位置(1/4S:靠近肋侧壁、1/2S:子通道中心、3/... 为了进一步提高涡轮叶片的内部冷却性能,对基于矩阵肋的双层壁单元进行研究。通过搭建双气路的实验台测量了3种不同孔位置下外腔靶面的传热,并使用经验证过的湍流模型(SST k-w)分析射流孔不同位置(1/4S:靠近肋侧壁、1/2S:子通道中心、3/4S:子通道中心线与肋侧壁之间)的传热影响。结果表明,位于矩阵子通道中心线(1/2S)的射流孔在2层(矩阵内腔和射流腔)之间传热效果最佳,且在2层中的强化传热系数高于6;内层矩阵通道和外层多孔射流之间形成了一种协同冷却,不仅增强了整体综合热效率,还提高了靶面冷却均匀性,有助于延长叶片的使用寿命。 展开更多
关键词 涡轮叶片 矩阵结构 射流冲击 强化传热 协同作用
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搅拌器表面粗糙度对搅拌性能影响的实验研究 被引量：5
7
作者 付双成 李芦雨 +2 位作者 付飞 张祥 刘晨曦 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第4期481-487,共7页
在搅拌器的搅拌过程中,因其桨叶的冲蚀磨损及颗粒黏附会导致叶片表面的粗糙度发生改变,从而影响搅拌器的搅拌性能。针对这一问题,采用实验的方法研究了搅拌器表面粗糙度对其搅拌性能的影响。首先,选择了不同粒径的微观粗糙元和宏观粗糙... 在搅拌器的搅拌过程中,因其桨叶的冲蚀磨损及颗粒黏附会导致叶片表面的粗糙度发生改变,从而影响搅拌器的搅拌性能。针对这一问题,采用实验的方法研究了搅拌器表面粗糙度对其搅拌性能的影响。首先,选择了不同粒径的微观粗糙元和宏观粗糙元,并黏贴在桨叶的不同部位,构建了不同的实验结构;然后,针对各种实验结构开展了实验测试,通过实验装置上的扭矩传感器测量了搅拌轴的扭矩,并计算了搅拌功率,采用电导法测量了电势差并计算了混合时间;最后,对实验数据进行了功率和混合时间的对比分析。研究结果表明:相对于光滑叶片,在叶片压力面、吸力面以及两面都设置整面粗糙度会使搅拌功率增大约5%以上,吸力面叶根和吸力面导边处的粗糙度能使功率增加约5%—15%;对于大小不同的粗糙度,粗糙度越大,其对搅拌功率的影响越大;在吸力面、压力面叶根区域设置粗糙度能显著促进搅拌槽中NaCl的溶解,并提高其扩散的速率,转速为180 r/min时,混合时间缩短约14%;转速增大到360 r/min时,表面粗糙度对于混合时间影响较小;搅拌器表面粗糙度虽然会增加扭矩和搅拌功率,但在合适的搅拌转速下可以缩短混合时间,对搅拌混合有利。 展开更多
关键词 搅拌器 搅拌性能 表面粗糙度 搅拌功率 混合时间
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光伏材料切割废液中的Si和SiC旋流分离过程
8
作者 袁惠新 华炜杰 +2 位作者 付双成 叶娟 程志平 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期837-844,共8页
太阳能硅片切割废料中的硅和碳化硅分离回收对于资源回收和环境保护具有重要的意义。根据硅和碳化硅微细颗粒易团聚且难用化学方法分离的特点,本文利用重介质微型旋流器分离技术,通过实验研究和数值模拟,探究进料流量和底流分率对重介... 太阳能硅片切割废料中的硅和碳化硅分离回收对于资源回收和环境保护具有重要的意义。根据硅和碳化硅微细颗粒易团聚且难用化学方法分离的特点,本文利用重介质微型旋流器分离技术,通过实验研究和数值模拟,探究进料流量和底流分率对重介质微型旋流器分离性能的影响。数值模拟采用CFD软件Fluent 6.3.26研究流场和颗粒运动轨迹,实验用微型旋流器直径为10mm,分离粒度分布为0.3~25μm的硅和碳化硅混合粉料。结果表明,硅的分离效率随着进料流量的增大先增大后趋于稳定,且当进料流量达到0.13m^3/h时,分离效率不再增大。不论介质是水还是重介质溶液,当底流分率增大时,旋流场内的轴向速度减小,而切向速度先增大后减小,硅的分离净化效率先增大后减小,当底流分率为0.6左右时,硅的分离净化效率达到最高值。旋流分离硅和碳化硅时,介质采用重介质溶液分离效果更好。 展开更多
关键词 分离 微型旋流器 计算流体力学 进料流量 底流分率 粒度分布
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波纹板对湿空气冷凝传热特性影响的实验研究
9
作者 纪国剑 尹琦瑞 +3 位作者 陆蓓蓓 黄鹏圆 周晓庆 顾金铭 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期5076-5082,共7页
为推进节能减排,进行烟气“消白”,减少水蒸气温室效应,本文基于不同换热板结构的大通道板式换热器,通过搭建回转风洞冷凝换热实验台,研究低温湿空气凝结,测定湿空气的凝结水量和进出口物性参数,获得不同波纹板结构的平均传热系数,并通... 为推进节能减排,进行烟气“消白”,减少水蒸气温室效应,本文基于不同换热板结构的大通道板式换热器,通过搭建回转风洞冷凝换热实验台,研究低温湿空气凝结,测定湿空气的凝结水量和进出口物性参数,获得不同波纹板结构的平均传热系数,并通过改变湿空气的工况参数,研究分析湿空气冷凝换热过程的影响因素。研究结果表明:在85~140℃范围内,湿空气的传热系数随入口温度的增加而减小;在相同入口温度下,湿空气含湿量越低,Re对冷凝传热系数影响越小。随着风速增加,湿空气凝结量逐渐减少;随着Re增加,波纹板和锯齿板的冷凝传热系数均随之提高。在相同Re数下,波纹板的传热系数大于锯齿板。采用波纹板烟气换热器,可更有效凝结回收烟气中饱和水蒸气。 展开更多
关键词 湿空气 板式结构 入口风温 风速 冷凝换热
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多波内螺旋翅片管的数值模拟和实验研究 被引量：2
10
作者 沈童 柳林 +3 位作者 张琳 张锁龙 许伟刚 屈松正 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期36-41,共6页
利用实验和数值模拟方法,研究了多波内螺旋翅片管的流动与传热特性。探讨了4种进口速度(15,20,25和30 m/s)和4种内螺旋角(15°,20°,25°,30°)分别对多波内螺旋翅片管流动与传热性能的影响。并且比较了当进口速度恒定... 利用实验和数值模拟方法,研究了多波内螺旋翅片管的流动与传热特性。探讨了4种进口速度(15,20,25和30 m/s)和4种内螺旋角(15°,20°,25°,30°)分别对多波内螺旋翅片管流动与传热性能的影响。并且比较了当进口速度恒定时,各管的综合性能。实验数据与模拟结果相符较好,误差范围在5.1%—7.4%之间。研究结果表明:多波内螺旋翅片管比平直矩形内翅片管传热系数提高13.7%—117.8%,并且其综合性能在内螺旋角25°附近存在最佳值。 展开更多
关键词 内翅片管 实验研究 综合性能 数值模拟
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固定床反应器催化剂密相装填过程床层料面监测系统构建与研究 被引量：3
11
作者 刘梅华 刘雪东 +3 位作者 徐晓东 彭涛 顾宇彤 蒋威 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期3617-3625,共9页
催化剂密相装填过程中反应器内部直观可视性差,无法实时掌握反应器内床层堆积状态,影响布料控制和装填质量。本文以某单位固定床反应器为研究示例,构建了一套催化剂密相装填过程的床层料面监测系统,从机械结构设计、电气控制逻辑、软件... 催化剂密相装填过程中反应器内部直观可视性差,无法实时掌握反应器内床层堆积状态,影响布料控制和装填质量。本文以某单位固定床反应器为研究示例,构建了一套催化剂密相装填过程的床层料面监测系统,从机械结构设计、电气控制逻辑、软件窗口架构完成系统设计。使用脉冲微波雷达获取特征点距离,计算空间分布,根据空间分布使用自然条件下三次样条插值法构建料面图像。考察系统对多种形态料面的监测效果,探讨环境光照、催化剂粒径对系统可靠性的影响。结果表明,系统操作维护简单,具有较高的成像分辨率和测量精度,中心位置监测效果优于边缘;生成的三维毯式图像与径向料面分布图极大提高了密相装填过程床层料面信息的可读性;监测系统具有较强的鲁棒性,能适应反应器内多工况下的监测需求。 展开更多
关键词 催化剂 密相装填 测量 界面 雷达 毯式图
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内置开孔梯形波带换热管数值模拟及实验研究 被引量：1
12
作者 王嘉毅 张锁龙 +1 位作者 柳林 张琳 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第5期104-107,共4页
提出一种新型开孔梯形波带插件,目的是减少传统波带对流体产生的过高阻力,增加其Re数适用范围。建立相应的物理和数学模型,采用Fluent对其不同结构参数设定下的传热与流动特性进行数值模拟并对插件结构进行了设计优化,同时通过实验验证... 提出一种新型开孔梯形波带插件,目的是减少传统波带对流体产生的过高阻力,增加其Re数适用范围。建立相应的物理和数学模型,采用Fluent对其不同结构参数设定下的传热与流动特性进行数值模拟并对插件结构进行了设计优化,同时通过实验验证模拟结果并根据实验数据拟合出4000<Re<10000时内置开孔梯形波带的换热准则关系式与管内流动阻力关系式,为开孔梯形波带实际应用提供理论依据。研究结果表明:新型开孔梯形波带在中高雷诺数条件下减阻效果明显,综合传热性能优于传统梯形波带并且具有一定的核心扰流作用。 展开更多
关键词 开孔梯形波带 数值模拟 传热性能 流动特性
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旋转流化床粉体混合机混合效果数值模拟和实验验证 被引量：7
13
作者 陈程 刘雪东 +2 位作者 罗召威 崔树旗 谈志超 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期3294-3302,共9页
为了对旋转流化床粉体混合机进行优化设计,采用CFD-DEM联合仿真的方法,对旋转流化床粉体混合机内球形颗粒的混合过程进行数值模拟,通过Lacey指数具体评价颗粒的混合效果,研究了进气管倾斜角度、进气管布置方式、进气方式对球形颗粒混合... 为了对旋转流化床粉体混合机进行优化设计,采用CFD-DEM联合仿真的方法,对旋转流化床粉体混合机内球形颗粒的混合过程进行数值模拟,通过Lacey指数具体评价颗粒的混合效果,研究了进气管倾斜角度、进气管布置方式、进气方式对球形颗粒混合效果的影响,并进行球形颗粒混合实验验证。结果表明,进气管最合适的倾斜角度应保证气流作用区域面积恰好为底部颗粒物料区域面积的一半。进气管水平布置时能够保证很好的混合质量及较快的混合速率。脉冲及连续方式进气均能实现均匀混合,脉冲进气方式比连续进气方式耗气量更低。颗粒混合实验有很好的混合效果,与数值模拟的结果具有较高的一致性,从而获得了一种混合效果优越的结构形式,进气管倾斜角度α=35°,水平布置。 展开更多
关键词 旋转流化床 数值模拟 CFD-DEM联合仿真 混合 优化设计
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大型圆筒罐体侧壁搅拌过程流场分析与测量 被引量：4
14
作者 殷俊杰 刘雪东 +2 位作者 周成奇 朱梓瑞 吕圣男 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期73-78,共6页
采用计算流体力学(CFD)方法,研究φ6000 mm的大型圆筒搅拌罐体侧壁搅拌器的不同转速、安装高度、安装倾角与搅拌器数量等因素对三维流场的影响规律。结果表明单桨安装下搅拌圆筒罐体内流场产生分层,产生两个速度场方向相反的循环涡流。... 采用计算流体力学(CFD)方法,研究φ6000 mm的大型圆筒搅拌罐体侧壁搅拌器的不同转速、安装高度、安装倾角与搅拌器数量等因素对三维流场的影响规律。结果表明单桨安装下搅拌圆筒罐体内流场产生分层,产生两个速度场方向相反的循环涡流。水平与垂直偏角的存在同时增加了整个圆筒罐体内流场的平均速度与内部流场的扰动程度,并对圆筒罐体有一定的冲刷作用,进一步加强了圆筒罐体内的混合效果。当水平偏角α=10°,垂直偏角β=7°时,单相搅拌圆筒罐体的内部流场最好,搅拌性能最佳。搅拌器安装数量N=5时,搅拌圆筒罐体内部混合性能最佳。 展开更多
关键词 大型罐体 侧壁搅拌 数值模拟 流场测量 设计优化
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空气为媒介的含盐废水处理系统实验研究 被引量：3
15
作者 戎铖 张锁龙 +2 位作者 戴玮 王嘉毅 常鹏飞 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期51-55,共5页
基于增湿去湿原理,设计了1种新型的含盐废水处理系统,这套系统包括热源、填料塔、翅片管换热器以及水泵等部件,介绍了各部件的工作原理和结构大小,同时研究了影响系统性能特征的各种因素。结果表明,各因素影响程度依次为填料塔顶部含废... 基于增湿去湿原理,设计了1种新型的含盐废水处理系统,这套系统包括热源、填料塔、翅片管换热器以及水泵等部件,介绍了各部件的工作原理和结构大小,同时研究了影响系统性能特征的各种因素。结果表明,各因素影响程度依次为填料塔顶部含废水进口温度、填料塔底部通入空气量、通入系统的含盐废水流量、上下2级冷凝室的进口空气流量比。在填料塔顶部含废水进口温度75℃、填料塔底部通入空气体积流量35 m^3/h、通入系统的含盐废水体积流量140 L/h、上下2级冷凝室的空气进口流量比为2:1的优化条件下,冷凝水产量和系统效率分别为3.58 kg/h和40.88%。 展开更多
关键词 含盐废水处理 增湿去湿 冷凝水产量 系统效率
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工质物性对催化裂化进料喷嘴雾化特性影响的仿真模拟及实验研究 被引量：2
16
作者 尹传忠 刘雪东 +2 位作者 谢红笑 马乾 温传美 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期31-36,共6页
基于欧拉-拉格朗日方法的离散相模型,对一种内混式催化裂化进料喷嘴的外部雾化场进行仿真模拟,研究了进料工质物性对雾化粒径分布规律的影响,并以水及石蜡基基础油为工质,利用马尔文喷雾粒度仪测定雾化场粒度分布,进行了实验研究。仿真... 基于欧拉-拉格朗日方法的离散相模型,对一种内混式催化裂化进料喷嘴的外部雾化场进行仿真模拟,研究了进料工质物性对雾化粒径分布规律的影响,并以水及石蜡基基础油为工质,利用马尔文喷雾粒度仪测定雾化场粒度分布,进行了实验研究。仿真模拟结果表明,在雾矩中心处,黏度较小的液体较容易发生二次雾化,雾化粒径分布较小;以水及乙醇为工质,得出表面张力越大,粒径相对较大,不利于雾化。实验结果表明,随着进气压力的增大,雾化液滴的平均粒径逐渐变小,小粒径液滴所占的体积比明显增高,两者的体积分布趋于更均匀,压力变化对石蜡基基础油雾化效果影响更为明显。仿真模拟值与实验值吻合良好。 展开更多
关键词 离散相模型 催化裂化 喷嘴 仿真模拟 工质物性 粒径分布 雾化效果
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叠层交错凹穴微通道热沉内流动与传热特性 被引量：2
17
作者 柳林 张玲 +2 位作者 张鑫宇 曹杨 曹子勇 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期11-16,共6页
为改善日益呈现微型化和高功率化的微化工器件的散热性能,提出一种叠层交错凹穴微通道热沉。运用数值模拟方法研究该微通道热沉内流动和传热特性,考查扩缩比φ和高度比β对热性能的影响,并与直微通道热沉和单层三角形凹穴微通道热沉分... 为改善日益呈现微型化和高功率化的微化工器件的散热性能,提出一种叠层交错凹穴微通道热沉。运用数值模拟方法研究该微通道热沉内流动和传热特性,考查扩缩比φ和高度比β对热性能的影响,并与直微通道热沉和单层三角形凹穴微通道热沉分别进行对比,评估其综合性能C_(PE)。结果表明:具有叠层交错凹穴的微通道热沉的努塞尔数Nu和摩擦因数f分别比单层三角形凹穴微通道高10.1%—34.4%和5.9%—28.7%。Nu、f、C_(PE)均随φ的增大而减小。当固定φ值且β=0.5时,Nu、f、C_(PE)在相应雷诺数Re下达到最大值。在相同Re条件下,β在0.25—0.75内的变化不会引起流动阻力的显著波动。叠层交错凹穴微通道热沉可以加强流体的混合,中断热边界层的再发展,具有强化传热作用。 展开更多
关键词 叠层交错凹穴 微通道 热沉 数值模拟 综合性能 强化传热
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基于CFD-DEM方法与多孔介质模型的管式固定床反应器柱状颗粒床层特性研究
18
作者 张刚 宋斯铎 +1 位作者 朱梓瑞 刘雪东 《石油炼制与化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期90-99,共10页
使用计算流体力学与离散元法(CFD-DEM)和多孔介质模型分别对管式固定床反应器进行数值模拟,讨论在不同装填方式与管径比条件下,柱状颗粒床层的堆积特性与单位压降变化规律,并对比两种数值模拟方法计算结果的一致性和计算效率。计算结果... 使用计算流体力学与离散元法(CFD-DEM)和多孔介质模型分别对管式固定床反应器进行数值模拟,讨论在不同装填方式与管径比条件下,柱状颗粒床层的堆积特性与单位压降变化规律,并对比两种数值模拟方法计算结果的一致性和计算效率。计算结果表明,混合装填方式比单一装填方式更容易使柱状颗粒床层达到稳定状态。在采用单一装填方式且管径比一定时,床层压降会随入口气速增大而增大,在实际应用中应选择合适的入口气速,以防止设备损坏。当采用混合装填方式时,床层截面压力波动显著减小20.63%,床层颗粒堆积更均匀。对比CFD-DEM与多孔介质模型的计算结果与效率,发现当颗粒雷诺数(Re_(p))小于229时,多孔介质模型与耦合算法得到的床层压降最大偏差为6.3%;当Re_(p)从229增大到458时,床层压降的偏差随Re_(p)增大而增大,最大偏差为13.4%,满足工程误差要求。在计算效率方面,使用多孔介质模型计算所需要的时间是CFD-DEM耦合算法的1320。因此,当管径比大于16.58、Re_(p)小于458时,多孔介质模型对于柱状颗粒床层计算的适用性和可靠性更高。 展开更多
关键词 柱状颗粒 管式固定床反应器 CFD-DEM耦合算法 多孔介质模型 压降 数值模拟 管径比
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基于VMD-MSE与SSA-SVM的往复式压缩机气阀故障诊断 被引量：16
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作者 别锋锋 朱鸿飞 +1 位作者 彭剑 张莹 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第19期289-295,共7页
往复压缩机气阀故障振动信号具有较强的非线性和非平稳性。为了从往复压缩机气阀振动信号中提取故障特征用于故障诊断,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)与多尺度熵(multi-scale entrope,MSE)的故障特征提... 往复压缩机气阀故障振动信号具有较强的非线性和非平稳性。为了从往复压缩机气阀振动信号中提取故障特征用于故障诊断,提出一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)与多尺度熵(multi-scale entrope,MSE)的故障特征提取方法,并与采用麻雀寻优算法(soarrow search algorithm,SSA)优化的支持向量机(suppot vector mackine,SVM)相结合,用于往复压缩机气阀故障诊断;通过对往复压缩机气阀信号进行VMD分解,选取合适的内禀模态分量(intrinsic mode function,IMF)进行信号重构,基于MSE熵值分析构成特征向量集,最后将其输入SSA-SVM训练并识别故障类型。试验结果表明,基于VMD-MSE与SSA-SVM的故障诊断模型能有效并准确的识别往复压缩机气阀故障。 展开更多
关键词 往复压缩机 变分模态分解 多尺度样本熵 支持向量机 模式识别
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旋流器的微米级颗粒分级性能分析 被引量：15
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作者 袁惠新 方勇 +2 位作者 付双成 叶娟 方毅 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期4371-4377,共7页
微型旋流器中的超重力场和剪切湍流场可以强化微米级颗粒的分级。为了分析旋流器的微米级颗粒分级性能,本文通过试验与数值模拟相结合的方法研究了入口速度和底流分率对旋流分级的影响。数值模拟方面使用雷诺应力模型模拟了微型旋流器... 微型旋流器中的超重力场和剪切湍流场可以强化微米级颗粒的分级。为了分析旋流器的微米级颗粒分级性能,本文通过试验与数值模拟相结合的方法研究了入口速度和底流分率对旋流分级的影响。数值模拟方面使用雷诺应力模型模拟了微型旋流器内的流场,试验方面使用直径为20mm的微型旋流器来分级粒度分布为2~50μm的颗粒物料。结果表明,随着入口速度的增大,分割粒度x50减小,可达4.8μm,分级精度H提高,可达0.45;随着底流分率R_f的增大,不会显著改变切向和径向速度,颗粒在旋流器内的沉降速度变化不大,但轴向速度会减小,使得颗粒在旋流器内的停留时间增加,分级效率提高;当底流分率R_f<0.6时,随着R_f的增大,分割粒度x_(50)减小,可达4.7μm,分级精度H提高,可达0.6;当底流分率R_f>0.6时,分割粒度x50增大,分级精度H降低。 展开更多
关键词 微型旋流器 数值模拟 粒度分布 颗粒物料
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