Modeling and Experimental Validation of the Electron Beam Selective Melting Process
自动送料机控制系统设计毕业论文
自动送料机控制系统设计毕业论文让我来给你提供一些关于自动送料机控制系统设计的毕业论文的思路和段落结构。
1. Introduction介绍自动送料机控制系统的背景和意义，说明自动送料机在工业生产中的重要性，以及设计一个高效可靠的控制系统对于提高生产效率和质量的意义。
2. Literature Review综述现有的自动送料机控制系统设计方法和技术，包括传统的PID控制方法以及现代控制理论中的模型预测控制和自适应控制等方法。
对各种方法的优缺点进行分析和比较。
3. System Modeling对自动送料机进行数学建模，建立动力学模型。
可以考虑使用系统辨识技术，从实际运行数据中提取模型参数，或者基于物理原理和传感器测量数据建立模型。
4. Control System Design基于建立的系统模型，设计自动送料机的控制系统。
可以选择合适的控制方法，如PID控制、模型预测控制等，并设计合适的控制器结构和参数。
5. Simulation and Analysis通过数值模拟和仿真实验，验证控制系统设计的性能。
比较不同控制方法的性能优劣，分析控制系统的稳定性、鲁棒性和性能指标等。
6. Hardware Implementation将控制系统在自动送料机的实际硬件平台上进行实现和集成，包括传感器、执行机构和控制器等部件的配置和连接。
7. Experimental Validation在实际工作场景中进行试验验证，对比实验结果与仿真结果，评估控制系统在实际工作环境中的性能和可靠性。
8. Conclusion总结研究工作，回顾控制系统设计的目标和方法，总结主要研究结果和创新点。
讨论研究的局限性和未来的改进方向。
这是一个简单的论文结构框架，你可以根据自己的实际情况进行修改和完善。
在每个章节中，可以根据具体内容添加故障诊断、控制策略优化等相关内容。
希望对你的论文写作有所帮助！。
请简述药效团模型的建立流程
请简述药效团模型的建立流程The establishment of a pharmacophore model involves several key steps. 首先，需要收集关于药物分子的结构和活性数据。
这可以通过文献调研、数据库查询等方式获取。
Once the data is collected, the next step is to analyze the structures of the active molecules to identify common structural features. 根据这些共同的结构特征，可以确定药效团的关键基团，即对药物活性起关键作用的结构单元。
通过分析这些结构单元的位置、空间关系等信息，可以建立药效团模型。
Additionally, it is important to validate the pharmacophore model using a set of test compounds with known activities. 通过与已知活性化合物的比对，可以验证药效团模型的准确性和可靠性。
Furthermore, the pharmacophore model can be further refined and optimized through iterations of testing and adjusting. 通过不断的实验验证和参数调整，可以进一步优化药效团模型的性能。
In the process of building a pharmacophore model, computational techniques play a crucial role. 计算技术能够快速、高效地分析大量的化合物结构数据，帮助识别药效团的关键结构特征。
Computational tools such as molecular docking, molecular dynamics simulations, and quantitative structure-activity relationship (QSAR) analysis can beutilized to predict the binding modes of molecules to their target proteins and to understand the structure-activity relationship of the compounds. 通过这些计算方法，可以更好地理解药物的作用机制，为建立药效团模型提供有力支持。
负泊松比超材料减振结构设计与实验验证
第２１卷第５期２０２３年５月动力学与控制学报J O U R N A L O FD Y N AM I C SA N DC O N T R O LV o l ．２１N o ．５M a y．２０２３文章编号:１６７２Ｇ６５５３Ｇ２０２３Ｇ２１(５)Ｇ０５３Ｇ００７D O I :１０．６０５２/１６７２Ｇ６５５３Ｇ２０２３Ｇ００８㊀２０２３Ｇ０２Ｇ０３收到第１稿,２０２３Ｇ０３Ｇ２８收到修改稿．†通信作者E Ｇm a i l :q i n w e i y a n g ＠n w pu ．e d u ．c n 负泊松比超材料减振结构设计与实验验证王奕霖㊀秦卫阳†㊀刘琦(西北工业大学力学与土木建筑学院,西安㊀７１００７２)摘要㊀旋转机械的转子部件发生故障时,振幅会迅速增大甚至发散,此时需要一种轻质高效的吸能减振结构,快速控制转子部件的振动幅值．本文基于负泊松比材料概念,提出了一种针对转子系统的负泊松比弧形超材料减振结构,可以实现很好的故障转子减振效果．首先,通过释放自由度提出了负泊松比非对称星形胞单元,设计了针对转子的超材料减振结构,并给出了相应的能量吸收指标．然后,基于有限元模型进行了动力学仿真,讨论了不同冲击速度㊁不同冲击角度对能量吸收性能的影响．结果表明,低速冲击下,材料主要产生弹性变形吸能．随着冲击速度增加,材料变为弹塑性变形混合吸能模式,有效吸能率会明显增大．特别是在冲击速度较大时,减振结构的吸能率会迅速增加,这对于转子突发故障的减振十分有利．最后,设计了验证实验,对故障转子进行了负泊松比减振结构的验证实验．实验结果证明,对于转子的不平衡故障响应,设计的减振结构能够起到很好的抑制转子振动与吸收振动动能效果．关键词㊀负泊松比,㊀转子系统,㊀能量吸收,㊀减振结构中图分类号:V ２３１．９６文献标志码:AAV i b r a t i o nA t t e n u a t i o nS t r u c t u r eB a s e do nN e ga t i v eP o i s s o n R a t i oM e t a m a t e r i a l a n d I t sE x pe r i m e n t a lV a l i d a t i o n W a n g Y i l i n ㊀Q i n W e i y a n g †㊀Li uQ i (S c h o o l o fM e c h a n i c s ,C i v i l E n g i n e e r i n g a n dA r c h i t e c t u r e ,N o r t h w e s t e r nP o l y t e c h n i c a lU n i v e r s i t y,X i a n ㊀７１００７２,C h i n a )A b s t r a c t ㊀F o r r o t o r c o m p o n e n t s i na r o t a t i n g m a c h i n e r y,i f t h e r eo c c u r sa f a u l t ,t h e r o t o r sv i b r a t i o n w i l l i n c r e a s e r a p i d l y a n d e v e n r e s u l t i ns e r i o u s d a m a g e ．S o t h e r o t o r n e e d s a t y p e o f v i b r a t i o n e n e r g y ab Ｇs o r p t i o n s t r uc t u r e t h a t h a s t h e f e a t u r eo f l i g h tw e i g h t a n dh i g he n e r g y a b s o r p t i o nr a t i o ．I nt h i ss t ud y ,b a se do n t h e n e g a t i v e P o i s s o n r a t i o (a u x e t i c )m e t a m a t e r i a l ,w e p r o p o s e a n a s ymm e t r i c s t a r u n i t c e l l w i t h n e g a t i v eP o i s s o n r a t i o ,a n d t h e nd e s i g n a n a r c Ｇs h a pe dv i b r a t i o n a t t e n u a t i o n s t r u c t u r e s u i t e df o r t h e r o t o r s y s t e m．F i r s t ,t h eu n i t c e l l o f n eg a t i v eP o i s s o n r a t i o i s p r o po s e d a n d t h em e t a m a t e r i a l v i b r a t i o n a t t e n u a Ｇt i o n s t r u c t u r e i s d e s i g n e d ．T h e n ,t h e c o l l i s i o n m o d e l i s e s t a b l i s h e da n dc o r r e s p o n d i n g si m u l a t i o n i s c a r Ｇr i e do u t ．T h e i n f l u e n c e so f s o m ek e yp a r a m e t e r sa r e i n v e s t i g a t e d ,e ．g ．,t h e i m p a c tv e l o c i t y a n d i m p a c t a n g l e ．I t i s f o u n d t h a t f o r t h e l o w i m p a c t s p e e d ,t h e l a r g e i m p a c t a n g l ew i l l l e a d t o a g o o d e n e r g y a b s o r pＧt i o n r a t i o ;f o r t h em e d i u mi m p a c t s p e e d ,t h e s m a l l i m p a c t a n g l ew i l l g i v e a g o o d e n e r g y a b s o r p t i o n ．E s Ｇp e c i a l l y ,f o r t h eh i g h i m p a c t s p e e d ,t h es t r u c t u r ee x p e r i e n c e s p l a s t i cd e f o r m a t i o na n dc a nr e a c hah i gh e n e r g y a b s o r p t i o n r a t i o ．F i n a l l y ,c o r r e s p o n d i n g v a l i d a t i o ne x p e r i m e n tw a s c a r r i e do u to nar o t o r s e t u p ．F o r a r o t o rw i t h t w o d i s k s ,t h e i m b a l a n c e f a u l t i s p r o d u c e d ．T h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s s h o wt h a t t h e p r o Ｇp o s e dn e g a t i v e ＧP o i s s o n Ｇr a t i o s t r u c t u r e c a n a t t e n u a t e t h e r o t o r v i b r a t i o n s i g n i f i c a n t l y,a n d a b s o r b t h e v i Ｇb r a t i o nk i n e t i c e n e r g y e f f e c t i v e l y．Copyright ©博看网. All Rights Reserved.动㊀力㊀学㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报２０２３年第２１卷K e y w o r d s㊀n e g a t i v eP o i s s o n r a t i o,㊀r o t o r s y s t e m,㊀e n e r g y a b s o r p t i o n,㊀m e t a m a t e r i a l v i b r a t i o na t t e nＧu a t i o n s t r u c t u r e引言航空发动机㊁燃气轮机的转子部件转速很高,发生故障时,振动会迅速增大发散,如不及时进行减振控制,会造成严重事故．另一方面,由于重量限制,减振结构,又必须体积小㊁重量轻．因此,高速转子系统迫切需要一种结构简单㊁重量轻㊁吸能效果好的减振结构．近年来出现的负泊松比蜂窝材料在这方面具有优势,其在材料压溃的过程中可以取得很高的吸能效果[１Ｇ３]．负泊松比蜂窝结构是一种新型的轻质材料,其独有的负泊松比效应使其在保持多孔材料轻便性的基础上,拥有更好的能量吸收特性．一些学者针对这种材料研究了其分析方法与材料特性．朱绍涛等[４]开展了其非线性分析方法的研究．通过建立曲线坐标与P o i n c a ré映射,发展了高维M e l n i k o v方法,应用于负泊松比蜂窝夹层板的多周期运动等复杂非线性动力学分析,获得了系统周期轨道的存在性㊁个数及相应的参数控制条件．张新春等[５]建立了领结形负泊松比蜂窝结构,发现材料的面内冲击性能与扩张角有关,冲击速度越大,材料吸能效果越好．崔世堂等[６]通过仿真研究发现,对于领结形胞元负泊松比材料,在面内冲击下,能量吸收效果更多地取决于冲击速度．另外,在同样冲击速度下,扩张角越大则吸能比越小．M e n g 等[７]通过理论与有限元研究,发现负泊松比效应会使得蜂窝材料的等效弹性模量增大．熊飞扬等[８]进行了泡沫铝子弹高速冲击负泊松比星形蜂窝夹心板的实验,结果表明,在局部荷载作用下,增大胞元壁厚会使得材料失效模式从压缩失效向弯曲失效变化．A i等[９]基于卡式定理与T i m o s h e n k o梁理论提出了各向异性星形胞元等效力学参数的计算方法．A l o m a r a h[１０]对比研究了内凹手性结构(R C A)㊁传统六边形蜂窝结构和领结形结构的面外吸能效果,发现R C A材料展具有最大的面外能量吸收能力．B a l a w i[１１]考虑了蜂窝材料由于加工误差导致的胞元斜壁交点弯曲,给出了由弯曲处曲率表达的六边形蜂窝材料等效弹性模量的表达式．同时,通过组合不同的胞元结构或改变胞元的基本几何参数,多种功能性负泊松比结构也被设计出来．富展展等[１２]基于刚柔耦合负泊松比材料单元,建立了隔振结构模型,对比不同角度下单元结构的固有频率以及带隙范围进行了研究,得到最优单元隔振模型,实现了理想的带隙功能．G a o等[１３]通过实验和理论推导的方法,设计了压溃强度会随着冲击速度和相对密度的增大而增大的双箭型蜂窝结构(D A H)．G u o等[１４]通过组合六边形蜂窝和领结形负泊松比蜂窝,设计了一种在准静态和动态压缩下有更好的能量吸收特性的零泊松比(Z P R)蜂窝结构．F u等[１５]通过将窄壁菱形结构嵌入领结形胞元,在尽可能不损失负泊松比材料吸能特性的基础上,得到了一种比传统多孔材料刚度更大的负泊松比胞元．Q i等[１６]将领结形胞元的内凹侧斜壁部分替换为弧面,得到了一种新的领结Ｇ弧形胞元(R E C)．S u等[１７]将正弦曲线形柔性拱臂引入领结形结构,在增加材料刚度㊁减小压缩下斜壁交点屈曲程度的同时,仍能保持较好的负泊松比效应．尹冠生等[１８]基于功能梯度材料的概念,改变蜂窝胞壁厚度,建立了具有密度梯度的内凹六边形负泊松比蜂窝超材料,对比了均匀和梯度负泊松比材料在冲击速度下的变形模式㊁动态响应和能量吸收特性,发现梯度负泊松比材料初始应力峰值低,能量吸收效果好．Y a n g等[１９]基于双V层级结构(D V H s),将连接处进行圆滑处理,得到了双U层级结构,可以避免材料加工过程中损伤．另外,还提出了很多其他特征的功能负泊松比蜂窝材料,如具有平台应力阶段特征的负泊松比材料等[２０,２１]．负泊松比蜂窝超材料结构是转子系统减振的一种理想结构,但是目前这方面的研究成果还很少．本文针对这个问题,考虑了转子系统结构与动力学特征,提出了非对称星形单元,设计了弧形负泊松比超材料减振结构,能够在转子系统振动过大时实现高效吸能减振．１㊀负泊松比胞单元模型１．１㊀非对称星形胞单元设计为了适应转子的运动特征,设计了负泊松比不４５Copyright©博看网. All Rights Reserved.第５期王奕霖等:负泊松比超材料减振结构设计与实验验证对称星形胞单元,其结构如图１所示,各项几何参数如表１所示．图１㊀极坐标下的单胞结构F i g．１㊀C e l l s t r u c t u r e i n p o l a r c o o r d i n a t e 表１㊀胞单元几何参数T a b l e １㊀G e o m e t r i c p a r a m e t e r s o f u n i t c e l l参数定义数值n 径向凹点深度０．７５mm ϕ胞元包络线夹角７．７６ʎα环向凹点夹角１．５６ʎΔR半胞元厚度７．５mmR 为胞单元中心距迎冲面曲率中心的距离,此处对于最内侧胞元,为５５．５mm．１．２㊀圆盘冲击负泊松比结构模型转子运动中冲击负泊松比减振结构的过程,与常见的负泊松比材料冲击压溃的力学过程不同．转子和材料之间的接触并非常见的均匀压溃,而是局部冲击接触．因此在研究中,以圆盘代替平板作为冲击面进行研究;同时,圆盘并非如同压溃实验中冲击平面那样以固定的速度压缩材料,而是以一定的初动能冲击超材料,然后产生回弹．负泊松比超材料在面内冲击下的能量吸收会受到多个因素的影响．对于冲击体,首先是由于加速度以及外界激励等参数的不同,转子在运动过程中会以不同的角度冲击超材料结构,这会导致材料对于转子动能吸收效率的变化．其次,不同的面内冲击速度会导致不同的蜂窝结构变形模式,从而也导致能量吸收效果的变化．具体仿真时,对于整个负泊松比非对称星形胞单元超材料结构,在z 方向施加约束．然后,圆盘以一定初速度,按照不同冲击角θ冲击超材料结构,采用罚函数方法防止穿透．超材料结构的参数如表２所示．图２㊀转子以冲击角θ冲击负泊松比结构模型F i g ．２㊀m o d e l o f d i s ka n dN P R m e t a m a t e r i a lw i t h θi m p a c t a n gl e 表２㊀材料参数T a b l e ２㊀M a t e r i a l pa r a m e t e r s 部件拉胀材料圆盘材质尼龙碳钢弹性模量E １６０２M P a２０６G P a密度ρ１３００k g/m ３７８５０k g/m ３泊松比ν０．４５０．３１．３㊀能量吸收指标本次研究中,冲击圆盘是以一定的初始动能进行局部的冲击,会产生由于速度不足,接触面积较小导致的蜂窝不充分压溃,因此不使用蜂窝完全压溃下的吸能指标来衡量,而是通过圆盘的始末动能之差来确定材料的动能吸收量,即ΔE ＝|E k １－E k ０|(１)另外,不同冲击速度下,能量吸收值的差距很大,很难比较材料的吸能特性,因此进一步给出总能量吸收率,即:D E ＝ΔEE k ０(２)其表示吸收的能量占总能量比例．除此之外,还需要考察材料的塑性与弹性变形对能量的贡献．对于弹性变形吸收的能量,能量会在动能与弹性势能之间转化,不能作为完全吸收的能量．因此,定义E k m 与E i m 分别为盘与超材料结构分离后,结构在后续振动中的平均动能与平均内能．则可以定义弹性吸能比p e 与有效吸能比p p ,定义式如下:p e ＝E k mΔE (３)D E ＝E i mΔE(４)５５Copyright ©博看网. All Rights Reserved.动㊀力㊀学㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报２０２３年第２１卷其中P e为弹性变形吸收的能量与总吸能之比,P p 为塑性变形吸收的能量与总吸能之比．在实际碰撞中,弹性变形的势能还会释放出去,而塑性变形能是被吸收的能量．因此P p越大,则被塑性变形有效吸收的能量越多,因此可以定义有效能量吸收率为: A E＝D E P p(５)１．４㊀仿真计算结果及分析对于建立的模型,采用动力学有限元仿真模拟了转子盘碰撞超材料结构后的吸能效果．变化参数为转子盘的冲击速度v与冲击角θ,其中速度v的取值为v＝１．０m/s㊁５．０m/s㊁１０．０m/s;冲击角变化为θ＝０ʎ㊁２０ʎ㊁４０ʎ㊁６０ʎ．(a)能量吸收率(a)E n e r g y a b s o r p t i o n r a t i o(b)有效能量吸收率(b)E f f e c t i v e e n e r g y a b s o r p t i o n r a t i o图３㊀材料能量吸收F i g．３㊀E n e r g y a b s o r p t i o no fm a t e r i a l s由图３可以看出,负泊松比结构的能量吸收率和有效能量吸收率随着冲击速度的增加而增大．转子突然发生故障时,由于转速很高,冲击速度很大,这种负泊松比超材料的能量吸收率就会很高,因此可以高效地吸收转子动能,迅速减振,从而减小破坏．若冲击速度较低时,随着冲击角度增加,材料的总能量吸收率有较为明显的增加．而由图４所示的应力云图可以看出,以θ＝２０ʎ进行碰撞时,材料在接触时,会使得胞元在一定程度的斜向受到压缩,且应力场中出现多个极大值区域．结合v＝５．０m/s冲击速度下的曲线,可以看出,冲击角增大后,由于材料在斜方向上的刚度较低,更容易产生变形,从而导致更大的能量吸收．在v＝１．０m/s与５．０m/s两种冲击速度下,冲击角为θ＝２０ʎ时,有效吸能率相对θ＝０ʎ时分别增大３４．５％和４８．６％．这说明,当冲击速度较大的时候,材料会发生更大的塑性变形,因此当冲击角增加至４０ʎ时,材料仍会发生一定的塑性变形,吸能率进一步增大．(a)０ʎ冲击接触时应力云图(a)S t r e s s d i a g r a ma t０ʎi m p a c t a n g l e(b)２０ʎ冲击接触时应力云图(b)S t r e s s d i a g r a ma t２０ʎi m p a c t a n g l e图４㊀v＝１．０m/s下不同冲击角度时结构的应力分布F i g．４㊀S t r e s s d i s t r i b u t i o n f o r d i f f e r e n t i m p a c t a n g l e s a t v＝１．０m/s图５㊀１０m/s冲击下材料的反力Ｇ时间图F i g．５㊀R e a c t i o n f o r c eＧt i m e d i a g r a ma t１０m/s i m p a c t v e l o c i t y结合图５所示的材料结构边界反力随时间的６５Copyright©博看网. All Rights Reserved.第５期王奕霖等:负泊松比超材料减振结构设计与实验验证变化曲线,可以看到,在t ＝０．００３７s 时刻至材料到达最大压缩状态的t ＝０．００４２s 时刻之间,反力快速增大,材料进入到平台应力强化阶段．这说明此时冲击速度较大,而负泊松比超材料结构以塑性变形为主．２㊀负泊松比结构减振实验验证２．１㊀实验设计为验证提出的负泊松比圆弧星形超材料结构对于转子的减振效果,在转子实验台上进行了验证实验．试验台以及部件说明如图６和表４所示．图６㊀转子实验台F i g ．６㊀S e t u p ov e r v i e w 表３㊀实验部件T a b l e ３㊀S e t u p c o m po n e n t s 编号部件１电机２柔性联轴器３轴承１４轴承２５轴６电涡流位移传感器７盘１(测量盘)８盘２(减振盘)９负泊松比减振结构在盘２(减振盘)上安装２个螺钉来模拟不平衡质量．在盘１(测量盘)上安装位移传感器,用于测量位移．将两个量程为２０mm 的电涡流位移传感器分别安装在固定支架的垂直于水平方向,测量盘的x 方向(横向)与y 方向(纵向)位移,如图７(a )所示．试验开始时,将安装负泊松比蜂窝材料９的支座平移至减振盘处并固定,如图７(b)所示．超材料结构采用聚酰胺３D 打印制备,z 方向有５层胞单元,径向有３层尺寸渐变胞单元,如图８所示．当转子由于不平衡质量产生较大振动时,质量盘２会与结构接触．(a)不平衡盘与测量盘(a )D i s k s o f r o t o r(b)减振结构安装位置(b )I n s t a l l i n gpo s i t i o no fN P Rs t r u c t u r e 图７㊀不平衡质量的施加与减振结构位置F i g．７㊀U n b a l a n c e dm a s s a n d p o s i t i o no fN P Rs t r u c t u r e (a )减振结构正面(b )减振结构侧面(a )F r o n t v i e wo fN P Rs t r u c t u r e ㊀(b )S i d e v i e wo fN P Rs t r u c t u r e图８㊀聚合物３D 打印的减振结构F i g ．８㊀P o l ym e r ３D p r i n t e dN P Rs t r u c t u r e ２．２㊀实验结果分析首先不放置负泊松比超材料减振结构,通过控制伺服电机,缓慢地将转子的转速提升．当转速提升７５Copyright ©博看网. All Rights Reserved.动㊀力㊀学㊀与㊀控㊀制㊀学㊀报２０２３年第２１卷(a)x方向位移时域图(a)T i m eＧd o m a i nd i a g r a mo f d i s p l a c e m e n t i n x d i r e c t i o n(b)y方向位移时域图(b)T i m eＧd o m a i nd i a g r a mo f d i s p l a c e m e n t i n y d i r e c t i o n图９㊀盘１质心位移时域F i g．９㊀D i s k１c e n t r o i dd i s p l a c e m e n t r e s p o n s e(a)x方向振动频域图(a)F r e q u e n c yＧd o m a i nd i s p l a c e m e n t i n x d i r e c t i o n(b)y方向振动频域图(b)F r e q u e n c yＧd o m a i nd i s p l a c e m e n t i n y d i r e c t i o n图１０㊀质量盘１质心位移频域图F i g．１０㊀S p e c t r a o f d i s p l a c e m e n t s i n x a n d y d i r e c t i o n s 至１５００r p m后维持不变,观察转子振动波形,待振动进入稳态后采集位移数据,时长为２０s;然后通过位移分析,找到振幅的波峰平均值以确保安装负泊松比减振材料时,减振结构与转盘的间隙小于振幅,使得负泊松比结构与转子产生接触．然后重复前一实验的过程,转盘与减振结构接触后,采集２０s数据;分析数据,结果如图９与图１０所示．由图９的测量盘质心位移可以看出,负泊松比超减振结构作用下,转子的振幅有明显降低,最大振幅在x㊁y方向上分别减少了６５．２％和６１．８％．由于实验中仅在盘的x方向安装了减振结构,因此在x 方向减振效果更明显;此外,通过图１０所示的频谱可以看出,碰撞前后协调响应频率位置基本一致,证明了负泊松比结构在减振时对转子的转速影响很小,即减振结构与转子间不会产生很大的摩擦力．在实际的旋转机械中,往往需要在减振时保持转速,因此这是负泊松比减振结构一个优势．３㊀结论本文针对航空发动机转子系统,提出了一种负泊松比圆弧蜂窝超材料结减振结构．建立了非对称星形胞单元模型,分析了转子与超材料结构碰撞的动能吸收率与参数的关系．在转子实验台进行了负泊松比超材料减振结构的验证实验．主要研究结果如下:１)负泊松比结构的能量吸收效率随着冲击速度的增加会明显升高,因此对于高速转子有很好的减振吸能效果;２)在一定范围内,随着冲击角度的增大,负泊松比超材料结构的能量吸收率会增加．但当冲击角度过大时,由于径向冲击速度较小,会导致能量吸收率降低;３)加工了负泊松比超材料转子减振结构,并进行了实验验证．结果证明了负泊松比减振结构的有效性．对于转子不平衡故障,转子的振幅可以减少６３．５％．而且负泊松比减振时转子的转速基本不变．参考文献[１]HA NS,L U G,X I A N GX．E n e r g y a b s o r p t i o no f ab i oＧi n s p i r e dh o n e yc o m b s a nd w i c h p a ne l[J]．J o u r n a lo fM a t e r i a l sS c i e n c e,２０１９,５４(８):６２８６－６３００．[２]Z HO U J,Q I N R,C H E N B．E n e r g y a b s o r p t i o n p r o p e r t i e s o f m u l t iＧc e l lt h i nＧw a l l e d t u b e s w i t h ad o u b l es u r f a ce g r a d i e n t[J]．T h i nＧW a l l e d S t r u cＧt u r e s,２０１９,１４５:１０６３８６．８５Copyright©博看网. All Rights Reserved.第５期王奕霖等:负泊松比超材料减振结构设计与实验验证[３]Y I NS,WA N G H,HUJ,e t a l．F a b r i c a t i o n a n d a nＧt iＧc r u s h i n gp e r f o r m a n c eo fh o l l o w h o n e y t u b e s[J]．C o m p o s i t e s P a r t B:E n g i n e e r i n g,２０１９,１７９:１０７５２２．[４]朱绍涛,李静,张伟．负泊松比蜂窝夹层板的多周期运动研究[J]．动力学与控制学报,２０２１,１９(５):３３－３８．Z HUST,L I J,Z HA N G W．M u l t i p l e p e r i o d i cm oＧt i o n so fah o n e y c o m bs a n d w i c h p l a t ew i t hn e g a t i v ep o i s s o n sr a t i o[J]．J o u r n a l o fD y n a m i c sa n dC o nＧt r o l,２０２１,１９(５):３３－３８．(i nC h i n e s e) [５]张新春,刘颖,李娜．具有负泊松比效应蜂窝材料的面内冲击动力学性能[J]．爆炸与冲击,２０１２,３２(５):４７５－４８２．Z HA N G X C,L I U Y,L I N．I nＧp l a n e d y n a m i cc r u s h i n g o f h o n e y c o m b sw i t hn e g a t i v e p o i s s o n s r a t i oe f f e c t[J]．E x p l o s i o n A n dS h o c k W a v e s,２０１２,３２(５):４７５－４８２．(i nC h i n e s e)[６]崔世堂,王波,张科．负泊松比蜂窝面内动态压缩行为与吸能特性的研究[J]．应用力学,２０１７,３４(５):９１９－９２４．[７]M E N GJ,D E N GZ,Z HA N G K,e t a l．B a n d g a p aＧn a l y s i s o f s t a rＧs h a p e dh o n e y c o m b sw i t hv a r i e dP o i sＧs o n sr a t i o[J]．S m a r t M a t e r i a l s&S t r u c t u r e s,２０１５,２４:０９５０１１．[８]熊飞扬,高松林,李晓彬,等．局部冲击载荷作用下星形蜂窝夹心梁的动态响应研究[J]．武汉理工大学学报,２０２０,４４(２):３８８－３９２．X I O N G FY,G A OSL,L I XB,e t a l．S t u d y o n d yＧn a m i c r e s p o n s eo fs t a r H o n e y c o m bs a n d w i t hb e a mu n d e r l o c a l i m p a c t l o a d[J]．J o u r n a l o fW u h a nU n iＧv e r s i t y o fT e c h n o l o g y,２０２０,４４(２):３８８－３９２．(i nC h i n e s e)[９]A IL,G A O XL．A na n a l y t i c a lm o d e l f o r s t a rＧs h a p e d r eＧe n t r a n tl a t t i c e s t r u c t u r e s w i t h t h e o r t h o t r o p i cs y mm e t r y a n dn e g a t i v eP o i s s o n sr a t i o s[J]．I n t e rＧn a t i o n a l J o u r n a l o fM e c h a n i c a l S c i e n c e s,２０１８,１４５:１５８－１７０．[１０]A L OMA R A H A,MA S O O DS H,R U A N D．O u tＧo fＧp l a n e a n d i nＧp l a n e c o m p r e s s i o n o f a d d i t i v e l y m a nＧu f a c t u r e da u x e t i cs t r u c t u r e s[J]．A e r o s p a c eS c i e n c ea n dT e c h n o l o g y,２０２０,１０６:１０６１０７．[１１]B A L AW I S,A B O TJL．Ar e f i n e dm o d e l f o r t h e e fＧf e c t i v e i nＧp l a n ee l a s t i c m o d u l io fh e x ag o n a lh o n e yＧc o m b s[J]．C o m p o s i t eS t r u c t u r e s,２００８,８４(２):１４７－１５８．[１２]富展展,尹佑旺,孙秀婷．基于弹性关节的二维宽频隔振结构的设计及优化[J]．动力学与控制学报,２０２０,１８(２):２９－３４．F UZZ,Y I N Y W,S U N X T．D e s i g na n do p t i m i z aＧt i o no fb r o a d b a n dv i b r a t i o ni s o l a t i o ns t r u c t u r ew i t he l a s t i c j o i n t s[J]．J o u r n a l o fD y n a m i c sa n dC o n t r o l,２０２０,１８(２):２９－３４．(i nC h i n e s e)[１３]G A O Q,L I A O W,WA N G L．O nt h e l o wＧv e l o c i t yi m p a c t r e s p o n s e so fa u x e t i cd o u b l ea r r o w e dh o n e yＧc o m b[J]．A e r o s p a c e S c i e n c e a nd Te c h n o l o g y,２０２０,９８:１０５６９８．[１４]G U O M F,Y A N G H,MA L．D e s i g na n dc h a r a cＧt e r i z a t i o no f３D A u x H e xl a t t i c es t r u c t u r e s[J]．I nＧt e r n a t i o n a lJ o u r n a lo f M e c h a n i c a lS c i e n c e s,２０２０,１８１:１０５７００．[１５]F U M H,C H E N Y,HULL．B i l i n e a r e l a s t i c c h a rＧa c t e r i s t i c o f e n h a n c e d a u x e t i c h o n e y c o mb s[J]．C o mＧp o s i t eS t r u c t u r e s,２０１７,１７５:１０１－１１０．[１６]Q IC,J I A N G F,R E M E N N I K O V A,e t a l．Q u a s iＧs t a t i c c r u s h i n g b e h a v i o ro fn o v e l r eＧe n t r a n tc i r c u l a ra u x e t i ch o n e y c o mb s[J]．C o m p o s i t e sP a r tB:E n g iＧn e e r i n g,２０２０,１９７:１０８１１７．[１７]S U Y,WU X,S H I J．An o v e l３D p r i n t a b l em u l t iＧm a t e r i a l a u x e t i cm e t a m a t e r i a lw i t hr e i n f o r c e ds t r u cＧt u r e:i m p r o v e d s t i f f n e s s a n dr e t a i n e da u x e t i cb e h a vＧi o r[J]．M e c h a n i c s o fA d v a n c e d M a t e r i a l s a n dS t r u cＧt u r e s,２０２０,２９(３):４０８－４１８．[１８]尹冠生,姚兆楠．梯度负泊松比蜂窝材料的冲击动力学性能分析[J]．动力学与控制学报,２０１７,１５(１):５２－５８．Y I N GS,Y A OZN．D y n a m i c c r u s h i n gp e r f o r m a n c ef o rg r a d e da u x e t i ch o n e y c o m b s wi t hn e g a t i v e p o i sＧs o nᶄsr a t i o[J]．J o u r n a lo fD y n a m i c sa n d C o n t r o l,２０１７,１５(１):５２－５８．(i nC h i n e s e)[１９]Y A N G H,WA N GB,MAL．M e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f３Dd o u b l eＧUa u x e t i cs t r u c t u r e s[J]．I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a l o f S o l i d s a n dS t r u c t u r e s,２０１９,１８０－１８１:１３－２９．[２０]W E IL,Z HA OX,Y U Q,e t a l．An o v e l s t a r a u x e tＧi c h o n e y c o m b w i t h e n h a n c e d i nＧp l a n e c r u s h i n gs t r e n g t h[J]．T h i nＧW a l l e dS t r u c t u r e s,２０２０,１４９:１０６６２３．[２１]WA N G H,L UZ,Y A N GZ,e t a l．I nＧp l a n e d y n a mＧi c c r u s h i n g b e h a v i o r so fan o v e l a u x e t i ch o n e y c o m bw i t ht w o p l a t e a u s t r e s sr e g i o n s[J]．I n t e r n a t i o n a lJ o u r n a l o f M e c h a n i c a lS c i e n c e s,２０１８,１５１:７４６－７５９．９５Copyright©博看网. 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Thermal Science and Engineering
Thermal Science and Engineering Thermal science and engineering play a crucial role in various aspects of our lives, from the design of efficient heating and cooling systems to the development of advanced materials for aerospace and automotive industries. However, despiteits importance, there are several challenges and problems that researchers and engineers face in this field. One of the major problems in thermal science and engineering is the need for more efficient and sustainable energy solutions. With the increasing demand for energy and the growing concerns about climate change, there is a pressing need to develop technologies that can harness and utilize energy more efficiently while minimizing environmental impact. This requires a deep understanding of thermodynamics, heat transfer, and fluid dynamics, as well as the development of new materials and processes that can improve energy conversion and storage. Another challenge in thermal science and engineering is the need for better thermal management in electronic devices. As electronic devices become smaller and more powerful, the heat generated by their components becomes a significant issue. Without effective thermal management, these devices can overheat, leading to performance degradation and even failure. Researchers and engineers are constantly seeking new thermal interface materials, cooling techniques, and design strategies to address this challenge and ensure the reliability and performance of electronic devices. Furthermore, the design and optimization of thermal systems present another set of challenges in thermal science and engineering. Whether it's the design of HVAC systems for buildings or the development of thermal control systems for spacecraft, engineers must consider a wide range of factors such as heat transfer, fluid flow, and material properties to create efficient and reliable thermal systems. This requires advanced modeling and simulation tools, as well as experimental validation, to ensure that the designed systems meet performance and safety requirements. In addition to these technical challenges, there are also economic and societal factors that impact thermal science and engineering. The cost of materials, manufacturing processes, and energy consumption are all important considerations in the design and implementation of thermal systems. Moreover, the societal demand for more sustainable and environmentally friendly solutions further complicates thedevelopment of thermal technologies, as engineers must balance performance, cost, and environmental impact. Despite these challenges, there are also many opportunities and exciting developments in thermal science and engineering. The emergence of additive manufacturing and advanced materials, for example, has the potential to revolutionize the design and performance of thermal systems. Similarly, the integration of renewable energy sources and the development of smart grid technologies offer new possibilities for more efficient and sustainable energy utilization. In conclusion, thermal science and engineering present a wide range of challenges, from the need for more efficient energy solutions to the design and optimization of thermal systems. However, with continued research and innovation, there are also many opportunities to address these challenges and develop new technologies that can improve our lives and our environment. By addressing these challenges, engineers and researchers can contribute to a more sustainable and energy-efficient future.。
低阶煤高值转化制备基础化工原料关键技术及应用
2016年第35卷第12期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·4101·化工进展低阶煤高值转化制备基础化工原料关键技术及应用任其龙（浙江大学化学工程与生物工程学院，浙江杭州 310027）摘要：制备电石、乙炔等基础化工原料是实现低阶煤高值转化的重要技术途径，现有技术普遍存在高污染、高能耗、高成本等问题。
本文介绍了国家重点研发计划项目（2016YFB0301800）拟通过揭示低阶煤在电场耦合反应体系极端条件下物质传递与转化的科学规律，深入认识反应过程调控、放大和能量回收原理，突破旋转弧等离子炬工程化技术、大电流氢等离子体电源与低电压启弧技术、长寿命电极设计及烧蚀补偿技术、低成本粉状原料成型及高温固体物料输送技术等关键技术，形成节能、高效、低成本的低阶煤生产乙炔和电石成套工艺，建成5000吨/年等离子体裂解煤制乙炔工业示范装置及80万吨/年低阶煤蓄热式电石生产工业装置。
Key technologies and application of producing basic chemical materialsfrom low-rank coalREN Qilong（College of Chemical and Biological Engineering，Zhejiang University，Hangzhou 310027，Zhejiang，China）Abstract: The production of basic chemical materials including calcium carbide and acetylene is an important approach to realizing the value-added conversion of low-rank coal. However，current production technologies usually suffer from many problems including severe pollution，large energy consumption and high cost. This project is intended to reveal the basic science in the processes of mass transfer and chemical conversion under the extreme conditions in an electric field-coupling reaction system，and give deep understanding of the principles of process control，scaling-up and energy recovery. Then，many key technologies in the production are expected to be greatly improved，including the technology of industrializing the rotating arc plasma torch，the power supply with large current for hydrogen plasma and the arc starting at low voltage，the design of long-life electrode and the ablative compensation technology，the low-cost molding of powdery raw materials and the high-temperature transportation of materials. Based on these achievements，a highly efficient，energy-saving and low-cost process for the production of calcium carbide and acetylene from low-rank coal will be developed，and a 5000t/a demonstration plant of producing acetylene from coal by plasma pyrolysis and a 800000t/a industrial plant of the regenerative production of calcium carbide will be established.我国属于富煤、贫油的国家，石油对外依存度突破60%，已经严重威胁到国家的能源安全。
磁珠dcr的计算方法
磁珠dcr的计算方法The calculation method for the magnetic bead dynamic range (dcr) is essential for understanding the performance of magnetic bead-based assays. 磁珠dcr的计算方法包括多种 factors that influence the dynamic range, such as the bead concentration and the magnetic field strength. 通过理解这些因素，我们可以优化实验条件，从而提高磁珠分析的准确性和灵敏度。
The magnetic bead dynamic range is often defined as the range of analyte concentrations over which the assay can accurately quantitate the target molecule. 一般情况下，动态范围越宽，说明此技术可以处理更大范围的质谱浓度，提高了实验结果的准确性。
In order to calculate the dcr, we need to consider the signal-to-noise ratio, the limit of detection, and the linearity of the calibration curve. These parameters are crucial for determining the sensitivity and accuracy of the assay.There are several methods to calculate the magnetic bead dynamic range, including simple visual inspection of the calibration curve, mathematical modeling, and experimental validation. 通过这些方法，我们可以评估实验中可能出现的偏差和误差，从而提高实验的可重复性和可靠性。
环形缝隙喷嘴改进导流内锥式除尘滤筒脉冲喷吹性能的数值模拟
收稿日期:２０２２－１２－０６ꎮ基金项目:国家自然科学基金项目(５２０６４０３７㊁５１７０４１６６)ꎻ江西省自然科学基金项目(２０２０２ＢＡＢ２０４０３０)ꎮ作者简介:李建龙(１９８８ )ꎬ男ꎬ副教授ꎬ博士ꎬ研究方向为大气污染控制ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｊｌｌｉ＠ｎｃｕ.ｅｄｕ.ｃｎꎮ李建龙ꎬ赵艺ꎬ孙泽文ꎬ等.环形缝隙喷嘴改进导流内锥式除尘滤筒脉冲喷吹性能的数值模拟[Ｊ].南昌大学学报(工科版)ꎬ２０２３ꎬ４５(１):９－１５.ＬＩＪＬꎬＺＨＡＯＹꎬＳＵＮＺＷꎬｅｔａｌ.Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｉｍｐｒｏｖｅｄｐｕｌｓｅｊｅｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｙａｎｎｕｌａｒｓｌｉｔｎｏｚｚｌｅｆｏｒｔｈｅｆｉｌｔｅｒｃａｒｔｒｉｄｇｅｗｉｔｈａｎｉｎｎｅｒｃｏｎｅｄｅｆｌｅｃｔｏｒ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)ꎬ２０２３ꎬ４５(１):９－１５.环形缝隙喷嘴改进导流内锥式除尘滤筒脉冲喷吹性能的数值模拟李建龙ꎬ赵艺ꎬ孙泽文ꎬ吴庆ꎬ钟乙琪ꎬ吴泉泉ꎬ马志飞ꎬ吴代赦(南昌大学资源与环境学院ꎬ江西南昌３３００３１)㊀㊀摘要:为提高除尘滤筒脉冲喷吹性能ꎬ研究了环形缝隙喷嘴对导流内锥式除尘滤筒清灰性能的改进作用ꎬ采用ＣＦＤ数值模型对喷吹性能进行模拟ꎬ考察了除尘滤筒内部流场特征ꎬ研究了喷吹距离㊁文丘里管增设对喷吹效果的影响ꎮ结果表明:相比于普通喷嘴ꎬ使用环缝喷嘴后滤筒上部的负压几乎消失ꎬ滤筒内压力增大ꎬ喷吹强度提升ꎻ喷吹强度随着喷吹距离的增大呈先增后降的趋势ꎬ且喷吹均匀性逐渐改善ꎬ环缝喷嘴在喷吹距离为４００ｍｍ时ꎬ滤筒的清灰性能最佳ꎬ喷吹强度提升了４４％ꎻ在滤筒上方开口处增设文丘里管可以使滤筒内压力峰值得到较大的提升ꎬ随着文丘里管安装高度升高ꎬ滤筒内的喷吹强度先升高再缓慢降低ꎬ变异系数呈先增后降的趋势ꎬ文丘里管安装高度为－３０ｍｍ时对喷吹强度提升最大(２９％)ꎮ关键词:环形缝隙喷嘴ꎻ导流内锥式除尘滤筒ꎻＣＦＤ数值模拟ꎻ喷吹距离ꎻ文丘里管中图分类号:Ｘ７０１.２㊀㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:１００６－０４５６(２０２３)０１－０００９－０７ＮｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｉｍｐｒｏｖｅｄｐｕｌｓｅｊｅｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｂｙａｎｎｕｌａｒｓｌｉｔｎｏｚｚｌｅｆｏｒｔｈｅｆｉｌｔｅｒｃａｒｔｒｉｄｇｅｗｉｔｈａｎｉｎｎｅｒｃｏｎｅｄｅｆｌｅｃｔｏｒＬＩＪｉａｎｌｏｎｇꎬＺＨＡＯＹｉꎬＳＵＮＺｅｗｅｎꎬＷＵＱｉｎｇꎬＺＨＯＮＧＹｉｑｉꎬＷＵＱｕａｎｑｕａｎꎬＭＡＺｈｉｆｅｉꎬＷＵＤａｉｓｈｅ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔꎬＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＮａｎｃｈａｎｇ３３００３１ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｕｌｓｅｊｅｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｄｕｓｔｒｅｍｏｖａｌｆｉｌｔｅｒｃａｒｔｒｉｄｇｅꎬｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅａｎ￣ｎｕｌａｒｓｌｉｔｎｏｚｚｌｅｏｎｔｈｅｆｉｌｔｅｒｃｌｅａｎｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｄｕｓｔｒｅｍｏｖａｌｆｉｌｔｅｒｃａｒｔｒｉｄｇｅｗｉｔｈａｎｉｎｎｅｒｃｏｎｅｄｅｆｌｅｃｔｏｒｉｎｔｈｅｇｕｉｄｅｆｌｏｗｗａｓｓｔｕｄｉｅｄ.ＴｈｅＣＦＤｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｐｕｌｓｅｊｅｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅꎬｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｆｌｏｗｆｉｅｌｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｄｕｓｔｒｅｍｏｖａｌｆｉｌｔｅｒｃａｒｔｒｉｄｇｅｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄꎬａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄＶｅｎｔｕｒｉｔｕｂｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｎｔｈｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔꎬｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｒｄｉｎａｒｙｎｏｚｚｌｅꎬｔｈｅｎｅｇａｔｉｖｅｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｔｈｅｕｐｐｅｒｐａｒｔｏｆｔｈｅｆｉｌｔｅｒｃａｒｔｒｉｄｇｅａｌｍｏｓｔｄｉｓａｐｐｅａｒｅｄａｆｔｅｒｕｓｉｎｇｔｈｅａｎｎｕｌａｒｓｌｉｔｎｏｚｚｌｅꎬｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｔｈｅｆｉｌｔｅｒｃａｒｔｒｉｄｇｅｉｎｃｒｅａｓｅｄꎬａｎｄｔｈｅｐｕｌｓｅｊｅｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｅｄ.Ｔｈｅｐｕｌｓｅｊｅｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎ￣ｃｒｅａｓｅｄｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｔｈｅｓｐｒａｙｉｎｇｄｉｓｔａｎｃｅꎬａｎｄｔｈｅｓｐｒａｙｉｎｇｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙｇｒａｄｕａｌｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄꎬａｎｄｔｈｅｃｌｅａｎｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｆｉｌｔｅｒｃａｒｔｒｉｄｇｅｗａｓｔｈｅｂｅｓｔｗｈｅｎｔｈｅｊｅｔｄｉｓｔａｎｃｅｗａｓ４００ｍｍꎬａｎｄｔｈｅｊｅｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ４４％.ＷｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｔｈｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｈｅｉｇｈｔｏｆｔｈｅＶｅｎｔｕｒｉｔｕｂｅꎬｔｈｅｊｅｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｔｈｅｆｉｌｔｅｒｃａｒｔｒｉｄｇｅｆｉｒｓｔｉｎｃｒｅａｓｅｄａｎｄｔｈｅｎｓｌｏｗｌｙｄｅｃｒｅａｓｅｄꎬａｎｄｔｈｅｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｖａｒｉａｔｉｏｎｓｈｏｗｅｄａｔｒｅｎｄｏｆｆｉｒｓｔｉｎｃｒｅａｓｉｎｇａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｉｎｇꎬａｎｄｔｈｅｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｈｅｉｇｈｔｏｆｔｈｅＶｅｎｔｕｒｉｔｕｂｅｗａｓ－３０ｍｍｗｈｅｎｔｈｅｊｅｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｈｅｍｏｓｔ(２９％).第４５卷第１期２０２３年３月㊀㊀㊀㊀㊀㊀南昌大学学报(工科版)ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮａｎｃｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ(Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ)Ｖｏｌ.４５Ｎｏ.１Ｍａｒ.２０２３㊀ＫｅｙＷｏｒｄｓ:ａｎｎｕｌａｒｓｌｉｔｎｏｚｚｌｅꎻｆｉｌｔｅｒｃａｒｔｒｉｄｇｅｗｉｔｈｉｎｎｅｒｃｏｎｅｄｅｆｌｅｃｔｏｒꎻＣＦＤｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎꎻｊｅｔｄｉｓ￣ｔａｎｃｅꎻＶｅｎｔｕｒｉｔｕｂｅ㊀㊀近年来城市化和工业化的迅猛推进ꎬ带动着能源消耗的增加[１－２]ꎬ煤炭㊁矿山㊁水泥㊁电力等行业生产过程中产生大量的粉尘颗粒物[３]ꎬ导致空气中颗粒物污染尤为严重ꎬ高质量浓度的ＰＭ２.５会产生雾霾ꎬ影响环境质量和空气能见度ꎬ干扰交通运输㊁生产作业ꎬ危害人类身心健康[４－６]ꎮ在当前除尘领域中ꎬ滤筒除尘器因其除尘率高㊁过滤面积大㊁价格低和占地面积小等优点ꎬ广泛应用于各行业[７]ꎮ滤筒清灰作为除尘器运行中的关键一环ꎬ直接影响设备的除尘效率和稳定性[８]ꎮ目前ꎬ除尘行业使用的清灰技术主要为脉冲喷吹清灰[９]ꎬ但此种清灰技术存在滤筒上部压力小导致清灰效果差的问题[１０－１１]ꎮ为改善滤筒的脉冲喷吹清灰性能ꎬ国内外学者对此开展诸多研究ꎮＳｈｉｍ等[１２]研究发现使用普通喷嘴对滤筒进行脉冲喷吹时容易出现清灰不均匀㊁不彻底和滤筒尘饼残留等问题ꎮ张硕等[１３]通过对单拉瓦尔喷嘴和双拉瓦尔喷嘴脉冲喷吹气体动力学特性的对比模拟ꎬ发现双拉瓦尔喷嘴脉冲喷吹可使滤筒顶端的脉冲峰值压力增加１８２％ꎬ有效解决滤筒顶端清灰难的问题ꎮ郗元等[１４]提出在喷嘴上加装锥形散射器ꎬ采用计算流体力学数值方法对除尘器清灰过程的流场进行模拟ꎬ研究发现加装锥形散射器后ꎬ滤筒上中下侧壁的正压峰值呈现出随喷吹距离增加先提升后降低的变化趋势ꎬ在喷吹距离为２００ｍｍ时ꎬ喷吹强度提升１３％ꎮ薛峰等[１５]对比研究了普通直角喷嘴㊁上部开口散射器㊁诱导喷嘴条件下滤筒清灰效果ꎬ结果表明在喷吹压力为０.４ＭＰａ时ꎬ上部开口散射器可有效提升清灰强度㊁延长清灰周期ꎬ平均清灰间隔相比使用普通直角喷嘴和诱导喷嘴分别延长了４８％㊁２３％ꎮＬｉ等[１６]在滤筒顶部和底部安装了２个喷嘴ꎬ进行对撞脉冲喷吹清灰ꎬ实验发现脉冲喷射强度比仅顶部安装喷嘴提高了１５６％ꎮ在滤筒结构优化方面ꎬ李建龙等[９]提出了导流内锥式除尘滤筒ꎬ即在普通圆筒形滤筒内增设锥形过滤面ꎬ增加了单位空间的过滤面积ꎬ并且通过内锥的导流作用ꎬ提高了滤筒内压力分布的均匀性ꎮ该研究对导流内锥式除尘滤筒进行了脉冲喷吹数值模拟ꎬ发现滤筒内喷吹压力的蓄积效果更好ꎬ清灰不足的区域更小ꎮ另外ꎬ文丘里管经常被用于改善滤筒清灰性能的研究中ꎬ安装文丘里管可延缓滤筒气体出流ꎬ提升气流在滤筒内的蓄积时间ꎮ张情等[１７]通过实验对比了加装文丘里管前后滤筒内脉冲喷吹清灰性能ꎬ研究发现在喷吹压力０.６ＭＰａ时ꎬ加装文丘里管ꎬ滤筒上中下测点的压力峰值分别提高了６３％㊁７２％㊁４０％ꎮＬｉｕ等[１８]采用典型文丘里管和新型文丘里管对过滤袋进行实验ꎬ实验证明新型文丘里管改变了袋口附近的清洗压力分布ꎬ有效延长了清洗周期ꎬ降低了能耗ꎮ本研究选择导流内锥式除尘滤筒作为研究对象ꎬ探究环形缝隙喷嘴(以下简称环缝喷嘴)改进滤筒脉冲喷吹清灰效果ꎬ通过构建ＣＦＤ数值模型研究了滤筒内脉冲喷吹流场ꎬ考察了喷嘴的喷吹距离及文丘里管的增设对喷吹性能的影响ꎬ研究结果对于除尘滤筒的设计与优化具有重要意义ꎮ１㊀试验方法１.１㊀实验系统与模型构建模拟以脉冲喷吹滤筒除尘器实验系统为原型ꎬ实验系统主要结构见已报道文献[１１]ꎬ其中原除尘器内安装为普通滤筒(滤筒长度６６０ｍｍꎬ直径２４０ｍｍꎬ滤料厚度０.６ｍｍ)ꎬ现将普通滤筒更改为导流内锥式除尘滤筒(内锥高度７６０ｍｍ㊁底部开口直径２００ｍｍ)ꎬ如图１(ａ)所示ꎮ滤筒上方设置有普通喷嘴ꎬ喷嘴直径为２５ｍｍꎮ现设计了环缝喷嘴(内环直径９２.００ｍｍ㊁外环直径９５.３４ｍｍꎬ如图１(ｂ)所示)对喷吹性能进行改进ꎮ普通喷嘴和环缝喷嘴喷吹出口的截面积相同ꎬ均为４９０.６ｍｍ２ꎮ(ａ)导流内锥式除尘滤筒(ｂ)环缝喷嘴图１㊀导流内锥式除尘滤筒与环缝喷嘴实物图Ｆｉｇ.１㊀Ｐｈｙｓｉｃａｌｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｉｎｎｅｒｃｏｎｅｄｕｓｔｆｉｌｔｅｒｃａｒｔｒｉｄｇｅａｎｄｔｈｅａｎｎｕｌａｒｓｌｉｔｎｏｚｚｌｅｉｎｔｈｅｇｕｉｄｅｆｌｏｗ０１ 南昌大学学报(工科版)２０２３年㊀在数值模拟中ꎬ由于滤筒除尘器为中心轴对称结构ꎬ为节省计算量ꎬ将其简化为二维模型ꎬ简化后的模型如图２所示ꎬ二维模型绕对称轴旋转３６０ʎ即为全尺寸滤筒除尘器ꎮ文丘里管图２㊀数值模拟几何模型Ｆｉｇ.２㊀Ｇｅｏｍｅｔｒｙｏｆｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ１.２㊀模拟的边界条件本次研究采用ＡｎｓｙｓＦｌｕｅｎｔ软件进行数值模拟ꎬ模拟边界条件如下:喷嘴设置为压力入口ꎬ除尘器的顶面和底面分别设置为压力出口ꎬ滤筒滤料层设置为多孔介质区ꎬ经课题组相关实验测试与计算[１１]ꎬ所用滤筒黏性损失系数１/α为２.０ˑ１０１１ｍ－２ꎮ模拟使用的流体假设为理想气体ꎬ认为流体可压缩㊁非稳态㊁等温㊁湍流ꎬ选择Ｒｅａｌｉｚａｂｌｅｋ－ε湍流模型和压力－速度耦合算法ꎬ并且不考虑粉尘的运移及滤筒形变对模拟的影响ꎮ１.３㊀研究方案１)选取初始气包压力０.５ＭＰａ㊁脉冲宽度０.１５ｓ对应的喷嘴出口压力作为模拟的入口边界ꎬ入口压力的设置参考已有文献[１９]ꎬ在喷吹距离４００ｍｍ条件下对比使用普通喷嘴和环缝喷嘴时滤筒内喷吹压力的时空分布ꎮ２)在滤筒内壁设置压力测点Ｐ１~Ｐ５用于监测滤筒内喷吹压力的变化ꎬ各测点离滤筒顶部距离分别为１１０㊁２２０㊁３３０㊁４４０㊁５５０ｍｍꎮ考察２００~７００ｍｍ的喷吹距离对喷吹压力的影响ꎬ对比普通喷嘴和环缝喷嘴条件下的喷吹强度与变异系数ꎬ确定最佳喷吹距离ꎮ喷吹强度是指滤筒内各测点压力峰值的平均值ꎬ变异系数是指各测点压力峰值标准差与平均值比值ꎬ变异系数越小ꎬ说明滤筒内压力分布均匀性越好[１１]ꎮ３)在环缝喷嘴最佳喷吹距离条件下ꎬ对比增设文丘里管(高１２０ｍｍ㊁上部开口直径１３６ｍｍ㊁下部开口直径２１０ｍｍ㊁中间喉部直径１１０ｍｍꎬ安装位置如图２所示)前后滤筒内喷吹压力ꎬ考察文丘里管安装高度ｈ为－１２０~６０ｍｍ时对喷吹压力的影响ꎮ其中ꎬ安装高度ｈ为文丘里管底部距滤筒顶部的距离ꎬ文丘里管与滤筒间用挡板连接ꎮ１.４㊀网格独立性与实验验证为验证网格的独立性ꎬ选取普通喷嘴在喷吹距离ｌ为３００ｍｍ条件下对网格进行加密ꎬ加密前后的网格节点总数分别为３１３２２和４６９７７个ꎮ在喷吹压力为０.５ＭＰａ㊁脉冲宽度为０.１５ｓ条件下ꎬ对比了加密前后滤筒中间测点的压力Ｐ变化ꎬ如图３所示ꎮ可以发现网格加密前后的压力变化曲线几乎重合ꎬ认为网格已达到网格独立性要求ꎬ选择加密前网格的划分策略ꎮ为了验证模型的准确性ꎬ对比了模拟与实验结果ꎬ如图３(ａ)所示ꎮ模拟压力与实验值变化趋势基本吻合ꎬ但相比于模拟值的压力变化曲线ꎬ实验值波动较剧烈ꎬ主要是因为喷吹过程中滤筒的震动ꎬ引起压力传感器的震动ꎬ从而导致数据的波动ꎮ总体认为ꎬ模拟的结果符合实际分析要求ꎮ模拟值1(网格加密前)模拟值2(网格加密后)实验值12001000800600400200P/Pa0.250.200.150.100.0500.30ｔ/ｓ(ａ)实验与模拟数据对比普通喷嘴内锥(ｂ)网格加密前(ｃ)网格加密后图３㊀网格独立性与实验验证Ｆｉｇ.３㊀Ｇｒｉｄｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｖａｌｉｄａｔｉｏｎ１１第１期㊀㊀㊀㊀㊀李建龙等:环形缝隙喷嘴改进导流内锥式除尘滤筒脉冲喷吹性能的数值模拟２㊀结果与分析２.１㊀喷吹压力的时空分布图４和图５分别为在喷吹距离ｌ为４００ｍｍꎬ气包压力为０.５ＭＰａꎬ脉冲宽度为０.１５ｓ条件下ꎬ采用普通喷嘴和环缝喷嘴时静压力云图和流线图ꎮ(ａ)(ｂ)(ｃ)(ｄ)(ｅ)(ｆ)(ａ)ｔ＝０.０１ｓꎻ(ｂ)ｔ＝０.０２ｓꎻ(ｃ)ｔ＝０.０３ｓꎻ(ｄ)ｔ＝０.０６ｓꎻ(ｅ)ｔ＝０.１０ｓꎻ(ｆ)ｔ＝０.１２ｓꎮ图４㊀普通喷嘴条件下除尘器内静压力云图和流线Ｆｉｇ.４㊀Ｓｔａｔｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｃｌｏｕｄｄｉａｇｒａｍａｎｄｓｔｒｅａｍｌｉｎｅｏｆｄｕｓｔｃｏｌｌｅｃｔｏｒｕｎｄｅｒｎｏｒｍａｌｎｏｚｚｌｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ(ａ)(ｂ)(ｃ)(ｄ)(ｅ)(ｆ)(ａ)ｔ＝０.０１ｓꎻ(ｂ)ｔ＝０.０２ｓꎻ(ｃ)ｔ＝０.０３ｓꎻ(ｄ)ｔ＝０.０６ｓꎻ(ｅ)ｔ＝０.１０ｓꎻ(ｆ)ｔ＝０.１２ｓꎮ图５㊀环缝喷嘴条件下除尘器内静压力云图和流线Ｆｉｇ.５㊀Ｓｔａｔｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｃｌｏｕｄｄｉａｇｒａｍａｎｄｓｔｒｅａｍｌｉｎｅｏｆｄｕｓｔｃｏｌｌｅｃｔｏｒｕｎｄｅｒａｎｎｕｌａｒｓｌｉｔｎｏｚｚｌｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ在普通喷嘴条件下ꎬ气流从喷嘴喷出后ꎬ产生卷吸作用ꎬ诱导周围气体进入滤筒ꎬ静压在滤筒自下而上蓄积ꎬ到ｔ＝０.０３ｓ时基本达到稳定ꎬ滤筒中下部的静压明显大于上部ꎮ主要是因为气流进入滤筒后ꎬ撞击滤筒底部后发生蓄积反弹ꎮ滤筒上部出现负压ꎬ容易造成滤筒上部清灰不足ꎬ其主要原因为喷吹气流在未充分膨胀的情况下高速进入滤筒ꎬ在滤筒上部依然存在较大的气流卷吸作用ꎮ在环缝喷嘴条件下ꎬ气流从喷嘴喷出后会卷吸中心气流ꎬ形成负压ꎬ负压使得环形喷吹气流向中心聚拢ꎬ同时通过环缝喷嘴中心卷吸上方气流ꎮ在ｔ＝０.０２ｓ时刻ꎬ喷嘴下方产生一个较大范围的负压区域ꎬ主要是因为在相同喷嘴断面积条件下ꎬ环缝喷嘴边缘较长ꎬ喷吹气流与周围空气接触面显著增大ꎬ气流卷吸作用进一步增强ꎮ从喷吹气流随空间的变化特征中可以发现ꎬ滤筒内部几乎不存在负压ꎬ主要是因为环形喷吹气流携带大量气体进入滤筒ꎮ与普通喷嘴相比ꎬ使用环缝喷嘴可以提升滤筒内部的喷吹压力ꎬ缓解滤筒上部清灰不足ꎬ增加滤筒内较高喷吹压力持续时间ꎬ清灰性能更佳ꎮ２.２㊀喷吹距离对清灰性能的影响为探究喷嘴在不同喷吹距离下的脉冲喷吹清灰性能ꎬ对比了喷吹距离ｌ为２００~７００ｍｍ时滤筒内各测点压力峰值Ｐｋꎬ如图６所示ꎮ12001000800600400200P k /P a600500400300200700ｌ/ｍｍ(ａ)普通喷嘴12001000800600400200P k /P a600500400300200700ｌ/ｍｍ(ｂ)环缝喷嘴图６㊀测点压力峰值随喷吹距离的变化Ｆｉｇ.６㊀Ｐｅａｋｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｐｏｉｎｔｃｈａｎｇｅｓｗｉｔｈｔｈｅｓｐｒａｙｄｉｓｔａｎｃｅ使用普通喷嘴条件下ꎬ在喷吹距离ｌ为２００~５００ｍｍ范围内ꎬ随着喷吹距离的增加ꎬＰ１㊁Ｐ２测点压力峰值呈现增大趋势ꎬＰ３测点压力峰值呈现先减小后增大的趋势ꎬＰ４㊁Ｐ５测点压力峰值呈现减小趋势ꎬ即增加喷吹距离可以显著提升滤筒上部喷吹压力ꎬ但会略微减小滤筒下部喷吹压力ꎮ主要是因为在喷吹距离较小时ꎬＰ１㊁Ｐ２测点在喷吹气流的卷吸区ꎬ喷吹气流膨胀效果较差ꎬＰ４㊁Ｐ５在喷吹气流的扩２１ 南昌大学学报(工科版)２０２３年㊀散区ꎬ喷吹气流膨胀充分且存在气流的蓄积反弹作用ꎬ而Ｐ３同时受此两区域影响ꎮ增加喷吹距离使得喷吹气流的卷吸区与扩散区上移ꎮ当喷吹距离超出５００ｍｍ后ꎬ喷吹气流的扩散区逐渐上移到滤筒外部ꎬ因此各测点的喷吹压力都下降ꎮ使用环缝喷嘴条件下ꎬ在喷吹距离ｌ为２００~４００ｍｍ时ꎬ随着喷吹距离的增加ꎬＰ１㊁Ｐ２㊁Ｐ３测点压力峰值呈现增大趋势ꎬＰ４㊁Ｐ５压力峰值呈现减小趋势ꎮ当喷吹距离超过４００ｍｍ后ꎬ除了Ｐ３先增大后减小外ꎬ其余测点压力均下降ꎮ造成这些现象的原因与上述普通喷嘴条件下类似ꎬ均与喷吹气流的卷吸与扩散位置相关ꎮ对比２种喷嘴可以发现ꎬ使用环缝喷嘴的滤筒内压力峰值都大于普通喷嘴ꎬ尤其增大了滤筒上部的喷吹压力ꎬ主要是环缝喷嘴具有更强的卷吸作用ꎮ1000800600400200P /P a600500400300200700PCV0.40.30.20.10C Vｌ/ｍｍ(ａ)普通喷嘴1000800600400200P /P a600500400300200700P CV0.40.30.20.10C Vｌ/ｍｍ(ｂ)环缝喷嘴图７㊀喷吹强度与变异系数随喷吹距离的变化Ｆｉｇ.７㊀Ｃｈａｎｇｅｏｆｓｐｒａｙｉｎｔｅｎｓｉｔｙａｎｄｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆｖａｒｉａｔｉｏｎｗｉｔｈｓｐｒａｙｄｉｓｔａｎｃｅ图７为普通喷嘴与环缝喷嘴在不同喷吹距离ｌ下的喷吹强度Ｐ与变异系数ＣＶ变化ꎮ使用普通喷嘴条件下ꎬ喷吹强度随着喷吹距离的增大呈现先增大后减小的趋势ꎬ且喷吹均匀性逐渐改善ꎬ在喷吹距离ｌ为５００ｍｍ时ꎬ其喷吹强度达到最大值ꎬ为７０９Ｐａꎬ对应的变异系数为０.０４ꎮ使用环缝喷嘴条件下ꎬ喷吹强度呈现先增大后减小的变化趋势ꎬ并且其喷吹均匀性得到一定程度的改善ꎬ在喷吹距离ｌ为４００ｍｍ时滤筒清灰性能最佳ꎬ对应的喷吹强度为９３５Ｐａ㊁变异系数为０.０５ꎬ喷吹强度较普通喷嘴提升了４４％ꎮ由此可见ꎬ使用环缝喷嘴可以增加滤筒内喷吹强度ꎬ并且在更小的喷吹距离下实现其喷吹强度最大值ꎬ这主要是由于环缝喷嘴使喷吹气流进入滤筒时已实现更充分的扩散ꎮ在喷吹距离较小(２００~４００ｍｍ)时对均匀性的改善显著ꎬ有利于解决滤筒上部清灰不足ꎬ下部清灰过度的情况ꎮ２.３㊀文丘里管的增设对清灰性能的影响图８为环缝喷嘴在最佳喷吹距离４００ｍｍ㊁文丘里管安装高度０ｍｍ条件下的静压力云图和流线图ꎮ滤筒内部压力先整体升高ꎬ在ｔ＝０.０２ｓ时刻ꎬ在文丘里管外侧产生一个较大范围的负压区域ꎬ主要是因为气流通过文丘里管ꎬ由粗变细ꎬ气体流速加快ꎬ导致气体在文丘里管外侧形成一个负压区ꎬ从而加强了气流的卷吸作用ꎮ(ａ)(ｂ)(ｃ)(ｄ)(ｅ)(ｆ)(ａ)ｔ＝０.０１ｓꎻ(ｂ)ｔ＝０.０２ｓꎻ(ｃ)ｔ＝０.０３ｓꎻ(ｄ)ｔ＝０.０６ｓꎻ(ｅ)ｔ＝０.１０ｓꎻ(ｆ)ｔ＝０.１２ｓꎮ图８㊀增设文丘里管条件下除尘器内静压力云图和流线Ｆｉｇ.８㊀ＳｔａｔｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｃｌｏｕｄｄｉａｇｒａｍａｎｄｓｔｒｅａｍｌｉｎｅｏｆｄｕｓｔｃｏｌｌｅｃｔｏｒｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆａｄｄｉｎｇＶｅｎｔｕｒｉｔｕｂｅ图９为增设文丘里管前后各测点喷吹压力峰值1400120010008006004002000P k /P aP4P3P2P1P5增设文丘里管前增设文丘里管后图９㊀增设文丘里管后喷吹压力对比Ｆｉｇ.９㊀ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐｒｅｓｓｕｒｅａｆｔｅｒａｄｄｉｎｇＶｅｎｔｕｒｉｔｕｂｅ３１ 第１期㊀㊀㊀㊀㊀李建龙等:环形缝隙喷嘴改进导流内锥式除尘滤筒脉冲喷吹性能的数值模拟Ｐｋ对比ꎮ增设文丘里管后ꎬ各测点的喷吹压力均得到较大的提升ꎮ因为文丘里管可以汇聚卷吸周围空气ꎬ更均匀地混合喷吹与卷吸的气流ꎬ提升滤筒内部的喷吹压力ꎬ进一步加强了滤筒清灰性能ꎮ进一步考察了文丘里管在不同安装高度ｈ(－１２０~６０ｍｍ)时各测点压力峰值Ｐｋ变化ꎬ如图１０所示ꎮ文丘里管安装高度ｈ在－１２０~－６０ｍｍ时ꎬ随着文丘里管安装高度升高ꎬＰ１~Ｐ５测点压力均呈现升高趋势ꎬ文丘里管安装高度ｈ在－６０~６０ｍｍ时ꎬ随着文丘里管安装高度升高ꎬＰ１~Ｐ２测点喷吹压力下降ꎬＰ３~Ｐ５测点喷吹压力变化较小ꎮ观察图１０(ｂ)可以发现ꎬ随着文丘里管安装高度升高ꎬ滤筒内部的喷吹强度先升高再缓慢降低ꎬ变异系数呈现先增大后减小的趋势ꎮ14001300120011001000900800P k /P a300-30-60-90-12060P1P2P3P4P5ｈ/ｍｍ(ａ)测点压力峰值14001300120011001000900P /P a300-30-60-90-12060P CV0.100.080.060.040.02C Vｈ/ｍｍ(ｂ)喷吹强度和变异系数变化图１０㊀文丘里管安装高度对喷吹性能影响Ｆｉｇ.１０㊀ＩｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎｈｅｉｇｈｔｏｆｔｈｅＶｅｎｔｕｒｉｔｕｂｅｈａｓａｎｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ造成这种现象主要是因为ꎬ文丘里管安装高度较低时ꎬ文丘里管与滤筒的内锥阻碍了喷吹气流进入滤筒内部ꎬ导致滤筒内部气流量减少ꎮ因此ꎬ文丘里管安装高度ｈ在－３０~６０ｍｍ时ꎬ可以得到较好的喷吹强度及均匀性ꎬ在安装高度为－３０ｍｍꎬ喷吹强度最大ꎬ提升了２９％ꎮ环缝喷嘴和文丘里管改善滤筒喷吹性能的原理如图１１所示ꎬ可见文丘里管有汇聚气流㊁均匀混合喷吹气流与卷吸气流的效果ꎬ并且进一步加强了气流的卷吸作用ꎬ环缝喷嘴和文丘里管组合可优化滤筒清灰性能ꎮ文丘里管图１１㊀环缝喷嘴和文丘里管改善喷吹性能的原理Ｆｉｇ.１１㊀ＰｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌｎｏｚｚｌｅｓａｎｄＶｅｎｔｕｒｉｔｕｂｅｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｓｐｒａｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ４１ 南昌大学学报(工科版)２０２３年㊀３ 结论㊀㊀１)环缝喷嘴显著提升了喷吹气流与周围空气的接触面ꎬ增强了气流卷吸作用ꎻ相较于普通喷嘴ꎬ使用环缝喷嘴条件下滤筒上部的负压几乎消失ꎬ滤筒内部的喷吹压力明显提升ꎬ较高喷吹压力持续时间延长ꎬ脉冲清灰性能更佳ꎮ２)普通喷嘴和环缝喷嘴条件下ꎬ喷吹强度均随着喷吹距离呈先增后降的趋势ꎬ其中环缝喷嘴对应的喷吹强度更大ꎬ且在较小喷吹距离(２００~４００ｍｍ)时喷吹均匀性的改善显著ꎬ主要是因为环缝喷嘴喷吹气流与周围空气接触面更大ꎬ具有更强的卷吸作用ꎻ在喷吹距离ｌ为４００ｍｍ时ꎬ对滤筒的清灰性能改善最佳ꎬ喷吹强度提升了４４％ꎮ３)文丘里管的增设可汇聚并均匀混合卷吸空气ꎬ进一步加强气流的卷吸作用ꎬ环缝喷嘴和文丘里管组合可提高滤筒内的喷吹压力ꎻ文丘里管安装高度在－３０ｍｍ时对喷吹强度提升最大ꎬ为２９％ꎮ参考文献:[１]㊀刘媛ꎬ张蕾ꎬ陈娱ꎬ等.２００３ ２０１６年中国ＰＭ２.５质量浓度时空格局演变及影响因素解析[Ｊ/ＯＬ].地理科学ꎬ２０２３:１－１１(２０２３－０１－２０)[２０２３－０２－０３].ｈｔｔｐｓ://ｋｎｓ.ｃｎｋｉ.ｎｅｔ/ｋｃｍｓ/ｄｅｔａｉｌ/２２.１１２４.Ｐ.２０２３０１１８.１９１４.００６.ｈｔ￣ｍｌ.[２]ＬＩＡＮＧＣＳꎬＤＵＡＮＦＫꎬＨＥＫＢꎬｅｔａｌ.Ｒｅｖｉｅｗｏｎｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓꎬｓｏｕｒｃｅｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄｃｏｕｎ￣ｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓｏｆＰＭ２.５[Ｊ].ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌꎬ２０１６ꎬ８６:１５０－１７０.[３]庄学安.小保当矿井粉尘高效治理技术探讨[Ｊ].煤炭技术ꎬ２０２２ꎬ４１(２):１４９－１５２.[４]ＺＨＡＮＧＳＧꎬＬＵＷＧꎬＷＥＩＺＱꎬｅｔａｌ.Ａｉｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｎｄｃａｒｄｉａｃａｒｒｈｙｔｈｍｉａｓ:ｆｒｏｍｅｐｉｄｅｍｉｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｃｌｉｎｉｃａｌｅｖｉ￣ｄｅｎｃｅｓｔｏｃｅｌｌｕｌａｒｅｌｅｃｔｒｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ[Ｊ].ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＣａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒＭｅｄｉｃｉｎｅꎬ２０２１ꎬ８:７３６１５１[５]李德文ꎬ赵政ꎬ郭胜均ꎬ等. 十三五 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不同加载速率下木材失效行为的多尺度数值分析
不同加载速率下木材失效行为的多尺度数值分析钟卫洲;邓志方;魏强;陈刚;黄西成【摘要】基于云杉微观结构特征,建立代表体积元模型,对顺纹和横纹压缩下云杉大变形行为进行数值模拟,获得材料各向异性和宽平台应力特性.数值模拟涉及准静态、5,50,500 m/s 4种加载速率,结果表明剪切滑移和屈曲塌陷是木材顺纹压缩的主要失效模式;横纹压缩则体现为胞墙褶皱和循序塌陷.加载速率对顺纹压缩影响高于横纹方向加载,高速加载时木材在轴向压缩下呈现花瓣形破坏,而横纹压缩则表现为压缩膨胀断裂;相对于高速加载,低速加载下木材变形表现为更均匀、平稳.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2016(042)010【总页数】6页(P79-84)【关键词】云杉;多尺度模型;代表体积元;数值模拟【作者】钟卫洲;邓志方;魏强;陈刚;黄西成【作者单位】中国工程物理研究院总体工程研究所,四川绵阳621999;中国工程物理研究院总体工程研究所,四川绵阳621999;中国工程物理研究院总体工程研究所,四川绵阳621999;中国工程物理研究院总体工程研究所,四川绵阳621999;中国工程物理研究院总体工程研究所,四川绵阳621999【正文语种】中文木材微观结构由规则排列聚合物胞元构成，胞元结构排列模式导致其宏观力学行为的各向异性，形成了沿顺纹、径向和弦向3个方向材料对称轴［1-2］。
由于木材沿径向和弦向力学行为基本相似，通常采用横观各向同性本构模型近似描述其力学特性。
近年来，学者们针对木材宏观各向异性和胞元结构分布特性开展了很多研究工作［3-5］。
采用材料试验机测试准静态和低应变率力学性能和失效行为，运用Hopkinson设备测试高应变率力学性能［6-7］，通过扫描电镜观察木材胞元结构尺寸与排列分布［8-10］。
宽平台应力是木材压缩性能的典型特征，压缩作用下胞壁结构发生屈曲，当胞元空间填满后，压缩应力急剧增加［11-13］，目前已被作为缓冲材料用于放射性材料包装缓冲结构［14-15］。