正交实验法优化羧基纳米磁性粒子的合成条件

采用正交实验方法,以引发剂、功能单体和铁氧体的量及搅拌速度为考察因素,粒子磁响应性和粒径为考察指标,优选出羧基修饰的高分散性纳米磁性粒子的合成条件。结果表明：转速和功能单体添加量为主要影响因素；当铁氧体1．4g,过氧苯甲酰138mg,甲基丙烯酸1ml,转速300r/min时可得到平均粒径11nm、分布系数0．46的强磁性纳米粒子。     

基于离散元素法的滚筒内颗粒物质分层现象（英文）

为了研究颗粒物质在旋转滚筒中出现的分层现象,从理论推导和数值模拟2个方面对颗粒物质的运动进行了研究.理论推导指出端盖的摩擦会使得靠近端盖处颗粒提升高度变高,由此引起小颗粒在滚筒中部聚集,出现颗粒分层现象.基于离散元素法建立了颗粒在滚筒中运动的模型,当端盖摩擦较大时,颗粒在端盖处堆积较高,并且在滚筒中部出现小颗粒聚集,与理论推导结果相符.此外,模拟实验从颗粒间的相对摩擦大小、端盖对颗粒摩擦大小、滚筒长径比以及滚筒转速等几个方面研究了颗粒分层的情况.模拟实验结果表明:端盖的摩擦对颗粒轴向分层有决定性影响,其余因素只会对颗粒的聚集形态产生影响.     

大型斜流泵飞逸特性试验研究

斜流泵在飞逸工况下运行时因转动部件上的巨大离心力可能造成机械损坏、振动和噪声,为探究斜流泵飞逸特性,以河海大学流体机械实验室的水力机械多功能试验台为基础,测量斜流泵模型装置在不同叶片安装角度、不同扬程下飞逸转速值.计算各工况下斜流泵原型单位飞逸转速及飞逸转速.试验结果表明:同一水泵扬程下,飞逸转速随着叶片安放角度的增加而减小.在最大扬程内不同叶片安放角下,原型斜流泵最大飞逸转速均未超过额定转速的2.0倍.同一叶片安放角时,斜流泵飞逸转速均随着水泵扬程的增加而增加.单位飞逸转速随着叶片安放角度的增加而减小,与飞逸转速变化规律相同.     

扇翼无人机二维机翼气动特性仿真研究

扇翼无人机是一种新概念无人机,其横流风扇叶片的翼型、尺寸、位置、数量、安装角,以及来流速度、风扇转速等因素都会显著影响气动特性。为探究这些因素及变化对扇翼无人机的影响及规律,本文建立起典型扇翼二维机翼模型,通过数值仿真计算的方法进行分析,并重点研究了扇翼来流速度、风扇转速对扇翼气动特性的影响。结果表明,当扇翼几何参数一定时,在一定范围内提升转速和改变来流速度均能有效提升扇翼的升、推力特性;在无人机设计、运行和使用过程中,应根据实际需要做好来流速度和风扇转速的匹配。     

基于ADAMS的甘蔗物流排杂装置虚拟试验研究

为了更好地研究甘蔗收获机的功率消耗,利用ADAMS软件针对甘蔗收获机关键部件—物流排杂装置进行了虚拟试验和验证试验,该装置主要由喂入、上输送、下前输送、剥叶和下后输送滚筒等组成。在最佳参数组合下以扭矩为试验指标,分别进行了喂入、输送、剥叶、风机外圈和杂质分离等滚筒转速的单因素试验,虚拟试验结果表明,各对滚筒的扭矩分别为127. 51 N·m、103. 61 N·m,根据虚拟试验结果进行了验证试验,验证试验结果表明,剥叶滚筒转速为1 300 r/min时,扭矩为14 N·m。其余滚筒转速为100 r/min时,喂入滚筒扭矩为9 N·m,上输送滚筒扭矩为9 N·m;下前输送滚筒扭矩为13 N·m;下后输送滚筒扭矩为65 N·m。在各部件中,剥叶滚筒所受的扭矩最大,与虚拟试验结果一致。     

基于响应面的电絮凝除乳化油研究

为去除平均粒径0. 1～2. 0μm的乳化油,采用电絮凝技术,通过响应面法对电絮凝除乳化油工艺条件进行优化,并对模拟污水和现场污水进行实验验证。根据Box-Behnken实验设计原理,运用Design-Expert软件研究了极板倾角、电流密度和电解时间3个因素及其交互作用对除油率和成本的影响。确定的最优工艺参数是:电流密度100 A/m~2,极板倾角73. 1°,通电时间19 min;除油率和成本的预测值分别为91. 28%和1. 25元/m~3。与优化后的实际除油率非常接近,而现场污水的实际处理成本仅为预测值的78. 4%,为电絮凝装置的开发及在油田的工业化应用提供理论指导。     

大型发酵机多层搅拌流固耦合仿真分析

基于有限元法对流固耦合作用下的刀具转速开展搅拌效果及受力变形分析。在流体动力学分析中,采用示踪剂浓度法、多重参考系法研究转速对搅拌效果的影响。将静力学和动力学模块进行连接搭建,研究不同转速下的刀具受力变形情况,获得搅拌叶片的安全转速取值范围。结果表明：在达到临界转速前,所需混合时间对转速的变化敏感,搅拌桨的受力和变形也随转速的增加而增大;从流场、混合时间、应力和应变的角度综合考虑,搅拌转速设置为200 r/min时综合指标更高。     

滚筒采煤机滚筒的参数对块煤率的影响

采煤机块煤率与截齿的截割厚度、截齿的排列方式、滚筒转速等有很大关系。本文从采煤机滚筒的参数分析中找出了影响块煤率的主要因素,并研究了采煤机滚筒的结构,分析了其各个参数对块煤率的影响,得出了提高块煤率的方法。     

旋流器结构对中心分级燃烧室冷态流场的影响

以装有三级旋流器的中心分级燃烧室作为研究对象,利用数值模拟和控制变量的方法分别进行了主燃级旋流器扩张角角度大小、值班级第一级和第二级旋流器叶片安装角角度大小对中心分级燃烧室冷态流场影响的仿真和对比分析。结果表明:当主燃级旋流器扩张角角度为20°,值班级第一级和第二级旋流器叶片安装角角度分别为40°和50°时,中心回流区的形状最好,中心分级燃烧室冷态流场的品质最佳。     

响应曲面法3D打印制件表面质量的实验研究

为提高熔融沉积成型(FDM)制件的表面质量,采用回归设计试验与响应曲面法相结合的方法研究打印速度、喷嘴温度、层高、走线宽度以及两两之间的交互作用对FDM制件表面粗糙度的影响。确定了影响表面粗糙度的显著性因素和使表面粗糙度达到最小的工艺参数组合,基于最优参数组分析了倾斜角度对于表面质量的影响。实验结果表明：工艺参数对表面粗糙度的影响顺序为：层高>外壁线宽>喷头温度>外壁速度,当选取工艺参数为外壁速度55 mm/s、喷头温度210℃、层高0.20 mm、外壁线宽0.6 mm时,表面质量最佳。零件斜面倾角越小(不包含0°的情况),表面台阶效应越显著,倾斜角度越接近90°,表面粗糙度越低。试验结果为提高PLA材料FDM制件表面质量提供了参数选择依据。     

闪光灯(频闪灯)下转动电风扇叶片的“不动”问题

本刊编辑部主编的《高中物理教学与测试》第4套测试卷上有这么一道试题:电风扇在闪光灯下运转,闪光灯每秒闪光30次。风扇叶片有三只,均匀安装在转轴上,如图1所示:转动时如观察者感觉叶片不动,则风扇的转速是____转/分;如观察者感觉叶片有2只,则风扇转速是____转/分(风扇转速不超过1400转/分)。     

旋流器结构对中心分级燃烧室热态流场的影响

以装有三级斜切式径向旋流器的中心分级燃烧室为研究对象,利用数值模拟和控制变量的方法分别进行了值班级第一级旋流器斜切孔角度、值班级第二级旋流器叶片安装角和主燃级旋流器旋流孔角度对中心分级燃烧室热态流场影响的仿真和对比分析。结果表明：当值班级第一级旋流器斜切孔和值班级第二级旋流器叶片安装角角度分别为25°和30°～45°,主燃级旋流器旋流孔角度为45°～60°时,中心回流区的形状最好,中心分级燃烧室热态流场的品质最佳。     

基于RF的振动筛颗粒松散与分层分析

分别定义了松散指数和分层指数描述物料松散和分层的优劣情况,并与筛机参数进行建模分析,得到振动参数对物料的松散和分层具有较大的影响权重,分析了振动参数对松散指数和分层指数的影响规律。利用布谷鸟寻优算法对松散指数和分层指数进行双目标优化,寻求能同时满足较优松散效果和分层效果的参数组合。寻优所得的筛机参数组合为:振动频率20 Hz,振动幅度2.5 mm,振动方向角18°,筛网倾角18°,筛网长度160 mm,筛孔尺寸1.0 mm,筛丝直径0.8 mm。     

基于离散元的粗集料静压过程的迁移与演化规律（英文）

为研究粗集料在静止压实过程中的迁移与演化规律,基于离散单元法用不规则的多面体颗粒表示真实集料的形态特征,建立了由粗集料、空隙构成的数字试件,同时,建立了由数字试件及3块板构成的静止压实模型.以平均接触力、轴向应力、空隙率及配位数为评价指标,模拟压实位移为7.5,15与30 mm时粗集料在压实过程中的运动规律,并通过室内试验验证了此模型的可靠性.结果表明:轴向应力、平均接触力随着加载的进行,数值逐渐增加,压实位移与轴向应力、平均接触力正相关;不同压实位移的空隙率随着压实的进行不断减小,而配位数逐渐增大;总体上轴向应力、平均接触力、空隙率和配位数等4个指标在不同压实位移情况下变化幅度不同.研究结果为深入分析颗粒材料如沥青混合料或级配碎石的压实机理提供了一种方法.     

人工合成透明砂强度特性影响因素研究

实验室经常需要配置不同强度等级的透明砂进行室内模型试验．所述透明砂是由不同粒径的石英砂和一定浓度溴化钙溶液配制而成的新型人工合成透明材料．为了研究人工合成透明砂强度特性的影响因素,通过对不同单一粒径和不同级配的透明砂进行固结快剪试验,测得了不同透明砂的剪应力-剪切位移曲线并给出了对应的粘聚力和内摩擦角,对比了不同正应力下透明砂的应力路径和抗剪强度,分析了粒径和级配对强度参数的影响规律．结果表明：小粒径透明砂和级配不均匀（大粒径含量过大）的透明砂在较小正应力下表现出应变-软化特性;大粒径透明砂和颗粒级配分布均匀的透明砂在较大正应力下均表现出应变-硬化特性;粒径在较大正应力下对抗剪强度无影响,级配在较小正应力下对抗剪强度无影响;粒径越大级配越均匀的透明砂内摩擦角越大;粘聚力随着粒径增大逐渐减小,但与级配没有必然联系．     

刚察扎苏合光伏电站固定可调支架发电效益分析

以青海省刚察县扎苏合10 MW光伏发电工程为例,对比了光伏电站固定支架和固定可调支架(包括月调式、季调式和半年调式)对电站发电效益的影响。结果表明:月调式安装方式的年发电量最高,比固定式高6.31%,月调式的倾角调整范围为4°~66°;季调式安装方式的年发电量比固定式高5.15%,倾角调整范围为10°~62°,春夏秋冬四季太阳能电池板的倾角分别为28°,10°,52°,62°;半年调节方式的年发电量与固定式相比能提高5.07%左右,调整角度分别为58°(冬季与春季)和20°(夏季与秋季)。综合考虑发电效益和不同调节形式支架的复杂程度及对应工作量的大小,半年调式支架更适合作为青海省刚察县扎苏合10 MW光伏发电工程的固定可调式支架方案。     

铝—钢异种金属嵌入式搅拌摩擦点焊工艺及接头性能研究

针对2mmL2024铝合金和4mm的低碳钢采用攻螺纹搅拌摩擦点焊的方法进行焊接试验,测试不同参数下接头的抗剪力,研究焊接工艺参数对焊点抗剪力的影响。研究结果表明:选取搅拌头旋转转速为1200r/min、下压量为0.7mm,搅拌头的停留时间由20秒时,焊接接头的抗剪切力最高,为4.4KN。     

汽车发动机散热风扇仿生翼型气动特性研究

以FE-5HA汽车发动机散热风扇为研究对象,参照鸮羽前缘结构,通过已有实验数据验证翼型数值模拟准确性,并计算分析仿生锯齿翼型的升阻力特性及探讨锯齿结构的振幅和安装角对翼型升阻力特性的影响。结果表明：仿生翼型的升力和阻力系数均随着锯齿振幅的增加而增加,升力系数随着锯齿安装角的增加而增加,而阻力系数则是随着安装角的增加呈现高-低-高的变化趋势,且在安装角为负时阻力系数变化更大;在参数选取范围内,获得振幅为0.15c和安装角为10°的锯齿结构气动性能最好。仿生翼型风扇气动性能实验结果显示在原型风扇运行工况下,风量比原型风扇提高了3.66%。     

小球质量对失调耦合摆的影响

利用龙格-库塔法求解了不同单摆构成的耦合摆的运动方程,分析了由两个不同质量的小球组合的耦合摆的运动情况;并根据数值解法的计算结果描绘了不同情况下耦合摆的振动曲线。与失调参数等于零时的振动模式相比,发现除了当初始角相同时振动情况保持不变外,失调参数不为零时的振动振幅、周期都随着失调参数的增加而增加,而且当初始相位角等值反相时,质量不变的小球的最大振幅增大,质量变化的小球基本保持同一最大振幅;当一个小球有初始相位角,另一个初始相位角为零时,振动情况与之相反。     

联合收割机圆锥形离心式清选风扇设计研究

为了提高非均匀分布的全喂入式联合收割机轴流滚筒脱出混合物的清选效果,设计了圆锥形离心式清选风扇,使该型风扇沿轴向获得由大到小非均布的出口风速和风量。研究表明,非均布气流适应非均布的混合物的清选要求,风扇叶轮圆锥角为2.2°时,获得2m/s以上的横向风速,它促进了轴流滚筒脱出物在振动筛面上的均匀分布从而提高清选质量。