涡轮桨搅拌槽内流场特性的V3V实验

用体三维速度测量技术（volumetric three-component velocimetry measurements,V3V）实验研究了涡轮桨搅拌槽内桨叶附近流场。通过速度数据得到三维流场特性,确定尾涡三维结构;分析了叶片后方30°截面轴向、径向和环向速度沿径向分布规律;对比了V3V和2D-PIV（particle image velocimetry）径向和轴向速度,发现速度分布吻合较好,特别是尾涡所在的射流区。用2D-PIV方法对尾涡发展规律进行研究,发现受流体自由液面影响,尾涡轨迹向上倾斜,并与水平方向成10°,上、下尾涡运动轨迹不对称,下尾涡运动比上尾涡稍快,衰减亦较快,这与V3V实验结果一致;叶片后方60°尾涡依然清晰可见。用V3V和2D-PIV方法对桨叶附近湍流各向同性假设进行了分析,发现桨叶区和尾涡所在位置湍动能被各向同性假设近似法高估了25%~33%,桨叶区和尾涡所在位置趋向于各向异性。     

三叶后掠-HEDT组合桨搅拌釜内流场的模拟及实验

对应用于聚乙烯聚合反应中的三叶后掠-HEDT组合桨的搅拌釜内流场进行了模拟研究,分析组合桨的离底距C ₁、桨间距C ₂以及转速N的变化对搅拌釜内流场的影响,利用PIV实验对模拟结果进行了验证;将该组合桨与三叶后掠-六直叶圆盘涡轮组合桨进行了模拟对比研究。结果表明：当桨间距与釜内径的比为0.35时,釜内桨叶间的流体流动效果最好,该条件下能够改善搅拌釜上层流体的速度分布;当离底距与釜内径的比值为0.29时,组合桨下方出现了整体的环流,有利于釜底流体的混合;桨叶转速N=90 r/min时釜内流体速度分布均匀,同时上层HEDT桨叶产生的射流方向趋于水平。两种组合桨的对比研究表明：二者流型相近,但前者搅拌功率能够得到明显降低。研究结果可为三叶后掠-HEDT组合桨在聚乙烯聚合反应釜中的工程应用提供参考。     

几种框式桨搅拌槽内流动特性的比较研究

用粒子成像测速（PIV）技术对传统框式桨、传统框式组合桨和新型框式组合桨的流动特性进行研究,对比了三种框式桨在相同工况下搅拌槽内的速度、流型和湍动能。结果表明：传统框式桨搅拌槽内流体流动以水平环流为主,在框式桨上方和框式桨中间区域流体流动不充分;传统框式组合桨搅拌槽内框式桨上方由于二折叶桨的作用使得框式桨上部流体流速变大,槽内流体上下部的流动得到加强,但在框式桨中心区域依旧存在流动死区;新型框式组合桨搅拌槽内两层桨叶间的连接流得到了加强,框式桨底部和中间区域物质和能量的交换更加充分。在考察的三种框式桨中,新型框式组合桨的混合效果更好。研究结果可为新型框式组合桨应用于化工合成工业中提供参考。     

局部放电超声波检测技术在西藏首座220 kV变电站的应用

局部放电超声波检测技术作为非电量带电检测技术,能够避免现场复杂电磁环境的影响和干扰,有效地检查出GIS内部是否有局部放电产生,判断绝缘性能是否完好。近年来国网公司积极加强带电检测技术在电力生产中的应用与研究,四川电力科学研究院结合援藏契机,与拉萨电业局共同探索与研究超声波检测技术的现场应用。首先分析局部放电超声波检测技术的原理,并在阐述GIS不同缺陷的主要特征和识别方法的基础上,对西藏电网首座220kV变电站进行了GIS局部放电超声波检测。检测发现该站220 kV虎曲246线C相分支出线水平段存在一定的局放现象。根据检测结果分析,提出了相应的建议以及维修措施。通过检测故障点SF6气体化学成分发现超声波检测技术能有效确定GIS局部放电情况并准确定位。     

多车辆一大跨连续梁桥耦合振动响应分析

为研究公路桥梁在各种复杂车辆行驶工况下的车桥耦合振动响应,提出基于ANSYS单一环境下的车桥耦合振动响应数值分析方法,该方法将桥梁与车辆模型均独立建立于ANSYS环境下,其耦合作用关系通过APDL编程语言计算并将其在任意时刻施加于车辆及桥梁结构,最终得到振动的时程响应.通过参考文献验证该方法正确,并对一座大跨连续梁桥在2～8辆车以各种常见车速行驶等工况下的车桥耦合振动响应进行了分析计算,总结了挠度、弯矩冲击系数的变化规律.     

ZVF型调节阀中不同阀瓣型线对局部流阻的影响

调节阀中不同阀瓣型线构成的通道，其局部流阻是不一样的。通过应用ANSYS2软件对DN50mmZVF型调节阀几种阀瓣型线在不同开度下构成的通道结构模型进行计算，从而得出流阻系数与开度的关系，并通过比较得到最佳阀瓣型线。该方法有很好的工程应用价值。     

过程装备与控制工程专业的实验教学改革建设

“十一五”期间,以中央与地方共建高校实验室、省示范中心实验室以及省科技创新平台建设为契机,加大实验教学改革和建设力度,为专业建设、学科发展、科技创新平台投入的大量先进设备仪器,一方面夯实了本科实验教学的基础,为教学和科研提供了支撑平台;另一方面学科、科研的迅速发展的成果又很好地促进了教学,前沿的科研成果反馈到教学中充实了教学相关内容,这方面在本科生毕业设计（论文）以及近几年对本科生实施的开放、创新性实验教学中显得尤为突出。     

基于二次聚类的工业用户负荷可调节潜力特征提取与综合评估方法

随着新能源发电占比增加,发电侧的调节能力降低,挖掘负荷侧的可调节潜力是新型电力系统电力供需平衡的必然选择。针对工业用户,提出了一种基于二次聚类的可调节潜力特征提取与综合评估方法。综合考虑工业用户的可中断性、可转移性和生产属性,建立了负荷可调节潜力评估指标体系。首先,采用近邻传播(affinity propagation, AP)聚类-k均值(k-means)聚类的二次聚类方法挖掘用户可调节潜力特征,计算可调节指标。其次,基于相关性定权(criteria importance through intercriteria correlation, CRITIC)法和多准则妥协解排序(vlsekriterijumska optimizacija I kompromisno resenje, VIKOR)法分别评估工业用户可中断潜力、可转移潜力和生产潜力。然后,利用集对分析(set pair analysis, SPA)-可变模糊集(variable fuzzy set, VFS)法评估工业用户负荷综合可调节潜力,并得到优先级排序。最后,根据某地区9户工业用户历史负荷监测数据进行可调节潜力评估,通过对不同聚类方法、不同指标体系以及不同评估算法结果的对比分析,验证了所提方法在特征提取、指标定义以及评估合理性方面的优势。     

基于模体挖掘与调和函数半监督学习的非侵入式负荷监测

针对现有非侵入式负荷监测(NILM)方法成本高昂等问题,提出一种基于模体挖掘与调和函数半监督学习的NILM方法。基于低频采样数据,根据从监测数据得到的功率阶跃量,利用时间序列分析法和模体挖掘法划分设备的运行窗;在设备运行窗中,根据设备特性与统计方法定义设备开启最大值到稳定运行点的斜率、设备稳定运行时的波动幅度2个新的特征量;构建设备运行窗的特征向量,并利用基于调和函数的半监督学习算法对运行窗中的设备类型进行识别。基于参考能量分解数据集,分别从事件匹配和设备识别的角度将模体挖掘和基于调和函数的半监督学习算法与其他NILM方法进行对比,验证了所提方法的准确性和可推广性。     

飞机电源系统中典型功率器件健康状态预测技术研究

为掌握某型战机电源系统中典型功率器件对机载产品运行可靠性的影响程度,针对目前机载维修中功率器件失效导致的故障占比越来越高的现状,基于对接触器实际工作环境的分析,选取能表征接触器性能退化过程的特征参数,搭建了特征参数采集软硬件平台,并为2种型号的接触器分别制定了自动测试方案,实现对特征参数数据的实时采集。在此基础上,开展接触器三维建模和有限元仿真,最后构建了接触器的退化模型,即接触器超程时间和接触器寿命的数学模型,为后续新机中含类似器件的机载产品测试和修理提供了技术支撑。