2011, 34(7):1-7. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.001 CSTR:
摘要:建立了基于自回归(AR)方法的风场风速模型,求解得到了风速的变化时程;用Glauert方法求得了变风速下风力发电机的输入载荷——推力和扭矩随风速的变化时程;通过对载荷的统计分析得到了风力发电机的设计载荷谱和载荷雨流计数直方图;分析了变风速下风轮叶片主?问苑缌Ψ⒌缁淙朐睾傻挠跋旃媛? 推力和扭矩载荷的均值随桨距角变化的响应明显,并随桨距角的增大而变小;推力的波动幅值随桨距角的增大先是增大然后减小,而扭矩的波动幅值则随桨距角的增大而单调减小;推力随叶片扭转角和攻角的变化响应明显而扭矩随扭转角和攻角变化的响应不明显。
2011, 34(7):8-13. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.002 CSTR:
摘要:提出了一种发动机连杆瞬态变形分析的耦合分析法。设计了一个3层径向基神经网络(RBFNN),来重构活塞组件的二维油膜力,通过连杆的耦合方程,得到了连杆两端的耦合力,进而借助商用有限元软件ANSYS分析了发动机连杆的瞬态变形,同时该耦合方法的有效性被证实。仿真结果表明:在计入二维活塞组件油膜力作用下,连杆最大变形可提前或落后于压缩行程的下止点。
2011, 34(7):14-19. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.003 CSTR:
摘要:考虑法向力和切向力的叶尖损失,推导并给出了一种改进的风力机轴向和周向因子的计算模型。结合最新设计的高性能风力机专用翼型系列,利用泛函分析方法,研究了风力机叶片展向弦长及扭角分布的泛函表达方法,提出一种新的通用叶片形状的广义泛函方程;考虑实际风场风速的概率分布,空气密度及工业界对风力机叶片的气动与结构设计要求,分别以定速运行方式和变速运行方式下风力机叶轮年发电量输出最大化为目标,以叶片展向分布函数系数为设计变量,建立了2.3 MW风力机叶片优化设计数学模型;优化得到2组性能优越的风力机叶片。新叶片的捕风效率和年发电量都远远高于传统风力机叶片,其中,所设计定速叶片最大功率系数达到0.515 7,变速叶片最大功率系数达到0.517 7。
2011, 34(7):20-27. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.004 CSTR:
摘要:根据多股簧的成形过程,分析了单股钢丝中心线的空间结构,在现有几何参数基础上计算了钢索分布圆半径、钢丝螺旋倍数和钢丝中心线的轨迹扫描参数。提出了基于特征扫描的多股簧辅助设计方法,通过一个扫描步即可得到多股簧单股钢丝中心线的模型,并给出了基于PROE软件的建模方法。在上述多股簧设计计算的基础上,采用模型结果,给出了多股簧加载过程中弹簧和钢丝应力应变特性的ABAQUS有限元仿真分析。分析结果显示了多股簧承载时钢丝的应力应变特性、钢丝截面的应力分布情况、加载速率对多股簧簧圈振动的影响,弥补了现有多股簧分析和测试手段的不足,为多股簧的生产加工和性能实验提供有效的指导。
2011, 34(7):28-33. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.005 CSTR:
摘要:针对回流式无级变速传动系统效率变化幅度大,传统无级变速系统匹配控制策略无法确保整个系统处于理想状态,提出了基于系统效率优化的匹配控制策略。建立了发动机、变速器效率数值模型和整车优化模型,利用Matlab/Simulink仿真平台,对优化模型进行求解,得到了发动机目标节气门开度控制表和变速器目标速比控制表,对设计样车的燃油经济性进行了欧洲市区与城郊行驶循环(ECE+EUDC)工况仿真验算,结果表明:基于系统效率优化的匹配控制策略可提高整车燃油经济性1.5%左右。
2011, 34(7):34-38. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.006 CSTR:
摘要:在CaCl2熔盐中,以通Ar气保护条件下经过熔融后再凝固的钛精矿作为阴极,进行电解制备钛铁合金,探讨电解过程中TiFe合金的形成机制。在电解电压为3.1V,电解温度900 ℃时,研究了电解时间对电解产物的影响。研究结果表明,实验室条件下,可以通过熔盐电解钛精矿的方法制备成分均匀的TiFe合金。钛精矿在电解过程中经历了优先生成Fe,然后逐步形成TiFe的合金化历程,中间产物包括CaTiO3、TiO2、Ti2O3、TiO、Fe、TiFe2,Ti的还原是分多步完成的。
2011, 34(7):39-45. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.007 CSTR:
摘要:天车调度对于炼钢厂车间中各生产工位间物流的衔接、顺行以及整个企业生产节奏的调控具有重要意义,且同时受到时间、空间约束以及生产计划等的限制,是典型的多机多任务约束问题。为此,建立了一种时空约束下基于规则演化的仿真模型,以优先保证炼钢-连铸生产作业任务的完成为目标,合理安排多任务在车间作业跨中多台天车上的分配,并考虑多任务之间的时间约束和多台天车之间的空间约束问题,设计基于任务分配规则、冲突处理规则、任务结束规则的仿真模型运行规则用于控制天车执行任务的运行过程。该方法可避免对调度问题进行理论求解的困难,通过对某炼钢厂炼钢-连铸生产作业计划的离线模拟测试表明:能够避免天车运行过程中的时间空间冲突,以获得合理的天车运行调度方案,为生产调度提供指导。
2011, 34(7):46-50. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.008 CSTR:
摘要:针对渐进成形工艺加工侧壁较陡零件时板材厚度减薄严重的问题,通过建立基于ABAQUS的两道次板材渐进成形有限元模型,比较单道次与两道次成形路径下零件厚度分布和等效塑性应变历史变化规律,研究了两道次成形策略对板材成形极限的影响。结果显示,与单道次成形件相比,两道次成形件变形量最大的区域离零件底部更近,在所选A、B、C 3点处的等效塑性应变最大值分别减小了66.2%、81.9%和36.0%,且板材变形更加均匀,使零件最小厚度增加了16%左右,表明两道次成形路径能大幅提高板材成形极限。经实验验证,数值模拟结果基本与实际吻合。
2011, 34(7):51-56. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.009 CSTR:
摘要:解析Cockroft-Lathem韧性累积损伤计算原理,提出“基于损伤敏感率演变规律求解临界损伤因子”的方法。完成不同温度和应变速率条件下多组7075铝合金试样的热物理模拟压缩试验,以采集到的真实应力应变数据作为数值计算损伤值的底层材料模型,以最大损伤值出现的镦粗鼓外缘部位为研究区域,获得“损伤敏感率在变形初期快速下降至后期逐步趋于0”的损伤软化规律,而损伤软化现象对应变速率较为敏感。以损伤敏感率为0作为临界损伤因子出现的时机,获得7075铝合金在温度573~723K、应变速率0.01~10s-1下的临界损伤因子分布规律。结果显示其不是常数,而是为在0.255~0.453范围内变化的变量,其在高的温度下对应变速率更为敏感,在高的应变速率下对温度更为敏感。
2011, 34(7):57-62. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.010 CSTR:
摘要:考虑到永磁同步风力发电机的多变量、非线性及强耦合等特性,以及发电机的参数变化会对矢量控制性能产生影响,设计了针对风电应用的永磁同步风力发电机转矩动态滑模控制器。该一阶动态滑模控制器将常规变结构控制中的切换函数通过微分环节构成新的切换函数,有效降低了抖振。仿真验证表明,功率外环采用动态滑模控制器的永磁同步发电机矢量控制系统能够精确跟踪有功功率给定,并具有对电机参数及扰动不灵敏、鲁棒性好的优点。
2011, 34(7):63-68. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.011 CSTR:
摘要:为了全面准确分析并网风力发电机组实时运行特性,有必要对风电机组总体控制策略及其运行性能进行研究。针对双馈风力发电机组类型,建立了风力机、传动链和双馈发电机的数学模型。从风能最大利用和风机安全运行角度,提出了考虑电机损耗最小的风电机组最大功率输出控制策略,以及考虑转速和功率限制的变桨控制策略。结合双馈发电机功率解耦控制策略对风电机组的总体运行性能进行了仿真。通过仿真、理论分析以及实际风电机组运行数据的比较,结果表明所建立的双馈风电机组数学模型和总体控制策略是有效的。
张志劲 , 蒋兴良 , 胡建林 , 陈凌 , 刘兵 , 黄海舟
2011, 34(7):69-75. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.012 CSTR:
摘要:为了解覆冰对电力系统的安全可靠运行影响程度,开展了110 kV电压互感器瓷套交流覆冰闪络特性试验研究,结果表明:随着覆冰程度的增加,110 kV电压互感器瓷套交流覆冰闪络电压将降低,其覆冰闪络电压与覆冰质量和覆冰厚度分别满足负指数和负幂函数关系,且特征指数范围分别为0.085~0.100和0.40~0.55;110 kV电压互感器瓷套冰闪电压与覆冰前污秽有关,其覆冰闪络电压与污秽满足负幂函数关系,且特征指数范围为0.21~0.26;当覆冰厚度达25 mm且盐密为0.08 mg/cm2及以上时,运行中的110 kV互感器瓷套将发生覆冰闪络;防止110 kV互感器瓷套交流冰闪的有效措施是采用增加结构高度和加装增爬裙,研究结果可为覆冰地区变电站外绝缘的选择和设计提供参考。
2011, 34(7):76-82. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.013 CSTR:
摘要:研究地应力与瓦斯压力共同作用下煤体吸附解吸煤层瓦斯时的温度演化趋势有重要意义,但也发现实验数据因含有较多的噪声而很难获得其真实信号,为此,针对不同实验条件下获得的煤体吸附解吸煤层瓦斯时的温度信号演化的特点,拟采用基于MATLAB的小波去噪方法剔除噪声还原真实信号,以得到真实温度演化曲线。通过对几种常用小波基函数和不同分解层数的对比分析,选用了消失矩阶数较高、光滑性较好的sym8小波基函数中的8层分解,其重构后的温度信号基本去除了高频的噪声信号,且较好地保留了低频以及平稳信号。结果表明,其去噪效果较好,能够较好地反映煤体在吸附、解吸煤层瓦斯过程中温度的演化规律。
2011, 34(7):83-90. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.014 CSTR:
摘要:将CO2注入不可采煤层进行封存(CO2-ECBM)能在封存CO2的同时回收甲烷,因而是一项具有良好前景的CO2处置技术。CO2或者CO2/N2混合气注入煤层后在煤层中运移涉及到多组分气体在煤中的吸附、多组分气体以及气、水两相在煤层中的扩散渗流等过程。基于上述过程,建立了考虑煤基质吸附气体后的膨胀效应、能够描述多组分气体在煤层中吸附/解吸扩散渗流过程的数学模型,并采用数值解法对模型进行了求解,与已有的模拟结果比较表明建立的模型是可靠的;利用该模型研究了煤层渗透率、不同气体差异性吸附膨胀系数、煤对CO2/CH4的吸附比、以及注入气体组成对于CO2封存以及煤层气生产的影响,研究结果可以为CO2-ECBM项目的场地条件选择以及工艺参数的优化提供依据。
2011, 34(7):91-95. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.015 CSTR:
摘要:采用自主研制的三轴瓦斯渗透仪进行了原煤试件在固定瓦斯压力下,不同围压和轴向压力的瓦斯渗流实验。实验结果表明,随着围压的增加,原煤煤样的渗流速度呈下降趋势,这种影响对原始损伤严重的煤体更加明显,并建立了渗流速度围压二次函数关系的一般表达式。原煤煤样的渗流速度应变关系类似于应力应变关系,因此,可以利用原煤渗流速度的变化间接反映煤体的受力损伤演化过程,有效应力对原煤煤样的渗流速度影响总体上可以分为敏感阶段和平缓阶段,在敏感阶段,煤样的渗流速度变化大,而在平缓阶段,煤样的渗流速度变化小。在不同的应力条件下,煤体中孔隙裂隙发育程度和开闭程度不同,影响煤体内的瓦斯内能和弹性变形能,也影响煤体的破坏形式。
郑怀礼 , 王薇 , 蒋绍阶 , 沈烈翔 , 刘澜 , 张会琴 , 范伟
2011, 34(7):96-101. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.016 CSTR:
摘要:以丙烯酰胺(AM)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为单体,Span80-Tween80为复合乳化剂,液体石蜡为连续相,通过反相乳液聚合法制备阳离子型高分子聚丙烯酰胺。研究了油水体积比对聚合物特性粘度的影响,乳化剂用量对聚合物特性粘度的影响,单体用量对聚合物特性粘度的影响,阳离子度对聚合物特性粘度的影响及引发剂用量对聚合物特性粘度的影响。结果表明:在油水体积比为1∶1.6、乳化剂用量为30%、单体用量为30%、阳离子度为60% 即n(AM)∶n(DAC)为2∶3,引发剂用量为0.15%的条件下,得到的聚合产物粘度较大且具有良好的稳定性和溶解性。对产物进行了红外结构表征,并研究了产物的污泥脱水性能,获满意结果。
冯民权 , 张丽 , 张晓斌 , Hansong TANG
2011, 34(7):102-106. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.017 CSTR:
摘要:为了确定对于脱水污泥是否存在滑移现象以及影响壁面滑移的可能因素,采用平行板旋转流变仪(AR2000)并借助高速摄像机进行实验,采用直线标记法观察滑移现象,考察了应力应变数据对平行板间距的依赖性,同时研究阶跃应变扫描时间应力曲线的趋势。结果表明,剪切试验表明随着应变增大,含水率80%的污泥,剪切应力在某一处发生分叉,即剪切应力依赖于间距,说明发生了滑移现象,同时将其用来研究临界剪切应力以及计算滑移速度的大小,初步拟合出剪切应力和滑移速度的公式。而含水率90%的污泥应力应变污泥曲线重合较好,即没有滑移发生。同时对含水率80%的污泥在不同剪切速率下进行了5 s和60 s的扫描,5 s与60 s情况下剪切速率分别于大于10 s-1和0.5 s-1时时间应力曲线出现峰值情况,即均有滑移现象发生,故浓度、剪切速率和时间均对滑移有一定影响。
2011, 34(7):107-113. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.018 CSTR:
摘要:以TFT-LCD液晶为实验材料,研究了其焚烧失重特征,分析其焚烧产物并对其过程进行推测。结果表明,由多种单体化合物组成的TFT-LCD液晶材料焚烧反应过程主要发生在150~380 ℃,该过程导致约90%液晶损失;在焚烧过程中液晶材料首先发生分解反应,分解产物生成的先后顺序取决于其单体化合物的主要化学键键能大小;分解过程产生的烃类自由基和芳香族自由基极不稳定,前者进一步分解生成C原子更少的丙烯等烃类,后者会因高温进一步分解乃至脱F,同时自由基团之间重组发生再合成反应;液晶焚烧产生由多种芳香族化合物组成的混合物,焚烧温度高易生成PAHs和HF。TFT-LCD焚烧产物绝大多数是有毒有害物质,不宜进行焚烧处理。
2011, 34(7):114-119. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.019 CSTR:
摘要:采用室外微区模拟试验,于水稻返青生长期,采用尿素造型深施方式,在3、7和11 cm等3个不同施肥深度处理(分别表示潍t-3、t-7、t-11)条件下,对田面水和土壤中氮、磷、以及悬浮物(SS)等主要污染物的动态特征及其降污潜力进行了研究。结果表明,尿素深施后5~7 d内,田面水中氮素呈总体下降趋势,于第7 d后达较低的浓度水平;硝氮(NO-3-N)各处理间浓度差异较小,但整体上要高于铵氮(NH+4-N),就污染源而言,田面水NO-3-N负荷不容忽视。田面水氮素浓度与尿素深施处理没有相关性。与对照处理撒施(表示潍t-c)相比,深施处理的田面水中氮素浓度可分别降低NO-3-N 29%~47%、NH+4-N 64%~89%、总
2011, 34(7):120-124. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.020 CSTR:
摘要:采用铁锰表面改性活性炭,进行对水中的2,4,6三氯酚的动态吸附实验研究,实验表明铁锰改性活性炭动态吸附2,4,6三氯酚受到水样初始浓度、初始pH值和流速等因素的影响。另外,采用质量分数为4%的NaOH在10 ℃的振荡器内振荡24 h,再生铁锰改性活性炭,发现经过3次再生后,仍能保持较好的吸附性能。
2011, 34(7):125-130. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.021 CSTR:
摘要:针对热辐射是通道内热流场的重要影响因素之一,采用实验和数值计算方法对倾斜角度为10°、20°和30°的两端开口通道内热流场进行了研究。使用基于大涡模拟(LES)求解浮力驱动NS方程的数值模拟方法求得的模拟结果和实验值吻合较好。通过使用耦合热辐射模型的数值计算结果和忽略热辐射的数值计算结果分别与实验结果进行对比分析的方法发现,在热源一定的条件下,对于倾斜角度在10°~30°之间的通道,热辐射使通道上部高温区域的温度降低,随着倾斜角度的增大,热辐射对通道低端开口上壁面附近的影响作用减弱,而倾斜角度对于热辐射在通道高端开口上壁面附近的作用则影响不大,同时,在通道倾斜角度为30°时,热辐射使通道内高温区域向高端开口方向倾斜,并使通道高端的下部温度升高。整个实验和计算结果可为倾斜通道内热流场的理论研究提供参考依据。
王国民 , 李应国 , 戴滑 , 谢文 , 张进忠 , 周启明 , 李正国
2011, 34(7):131-136. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.022 CSTR:
摘要:针对敌百虫、敌敌畏和蝇毒磷为常用的防治蜜蜂天敌或虫害的有机磷农药杀虫剂,易在蜂蜜中产生残留,建立了蜂蜜中敌百虫、敌敌畏和蝇毒磷残留的液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)同时测定方法。蜂蜜样品经乙酸乙酯提取、浓缩,用甲醇溶解残渣,液相色谱(LC)分离,电喷雾(ESI)-MS/MS多反应监测(MRM)模式检测,外标基体曲线定量。3种有机磷农药在20~500 μg/L范围内线性响应良好,相关系数均大于0.994;获得的检出限均为0.1 μg/kg,定量限均为4 μg/kg。在加标浓度为10~40 μg/kg范围内,平均回收率为78.5%~96.8%,相对标准偏差为9.1%~13.1%。
2011, 34(7):137-146. DOI: 10.11835/j.issn.1000-582X.2011.07.023 CSTR:
摘要:电子电气产品中痕量阻燃剂聚溴联苯/聚溴联苯醚(PBBs/PBDEs)的检测通常采用气相色谱/质谱(GC-MS)联用法,但该法是建立在持久性污染物多氯化苯/多氯化萘(PCBs/PCNs)基础上,因此此类物质干扰不可避免。为了解决此类问题,提出了2种解决方法:1)阴离子化学电离-气相色谱/质谱联用法(GC/MS-NICI)和电子轰击-气相色谱/质谱联用法(GC/MS-EI)联合使用;2)以YMC ODS-C18为载体,基质固相分散法(MSPD)吸附分离。结果显示,前者可以同时洞察聚溴联苯和联苯醚的分子链断裂后阴离子碎片[Br]-, [HBr2]-和分子链段碎片 [M+2]+,[M+4]+,[M+6]+,[M+8]+的滞留峰,增加了对溴系阻燃剂的选择性。后者可以有效分离多种多氯化苯与聚溴联苯醚的色谱峰,这为溴系阻燃剂气相色谱/质谱联用分析法中多氯化苯及其衍生物干扰提供了新的解决方法。采用此方法对8类电子电气产品中10种聚溴联苯醚和多氯化苯进行加标回收实验及精密度分析,回收率在60%~98%,相对误差在9.5%以内,符合国际电工委员会(IEC)对溴系阻燃剂检测精度要求,说明方法具有较高的可靠性,也为我国电子电气业更好遵守RoHS指令提供了技术支持。