Simulation studies on a rotating ring disk electrode: Effects of ionic migration with kinetic complication-disk results

In continuation to my previous work (Guha S. AIChE J. 2013;59(4):1390-1399), in this work, effects of ionic migration are evaluated for disk region of a rotating ring disk electrode system by numerically solving complex differential equations, developed for mass transfer along with kinetic complication in presence of ionic migration under limiting current condition. The system for simulation is 0.01 M Fe₂(SO₄)₃ solution with H₂SO₄ as supporting electrolyte. Simulation cases are presence and absence of ionic migration with kinetic complication (oxidation of Fe²⁺ to Fe³⁺ under O₂ pressure). Results show that concentration boundary layer thickness of reactant Fe³⁺ reduces appreciably and steady-state disk current reduces substantially in presence of migration. Simulated steady-state disk current in absence of migration case agrees well with published data. Results indicate higher Fe²⁺ concentration in presence of migration and thereby higher rate of oxidation of Fe²⁺ to Fe³⁺ at all rate constant values.     

Phase portraits of Abel quadratic differential systems of second kind with symmetries

We provide normal forms and the global phase portraits on the Poincaré disk of the Abel quadratic differential equations of the second kind having a symmetry with respect to an axis or to the origin. Moreover, we also provide the bifurcation diagrams for these global phase portraits.     

Modified three-phase-lag Green–Naghdi models for thermomechanical waves in an axisymmetric annular disk

Abstract

A novel modification for Green and Naghdi thermoelasticity model of type III is proposed in this article. This model is joined to other ones to treat a thermoelastic wave propagation problem in an annular disk. The closed-form solution of thermoelastic analysis of the annular disks has been presented to deduce temperature, radial displacement, dilatation and stresses. Results are illustrated and reported to compare the simple Green–Naghdi II and III and their modified single-, dual- and three-phase-lag models. Concluding remarks are added.     

双盘式磁力耦合器振动噪声分析与实验研究

为了在双盘式磁力耦合器设计阶段分析振动噪声特性,优化双盘式磁力耦合器设计,提出了一种利用模态叠加原理来分析其振动噪声的方法。双盘式磁力耦合器具有高转矩密度与高效率等优势,因此逐渐发展成为煤矿机械柔性传动装置。由于双盘式磁力耦合内部的转子磁场非正弦分布以及涡电流谐波等因素影响,双盘式磁力耦合器输出转矩中不可避免的存在波动。若根据计算得出的双盘式磁力耦合器的电磁振动噪声特点,在设计时选取振动噪声小的参数进行优化组合,可在实际中降低其电磁振动及噪声,有利于减少制造成本。本文结合双盘式磁力耦合器的结构特征,提出了一种模态叠加响应法计算电磁振动噪声,建立了其电磁径向力的解析模型,并在多物理场耦合作用下分析主要电磁径向力波在工作频率内的谐波响应,最后在额定功率为55 kW双盘式磁力耦合器实验台上进行试验验证。基于麦克斯韦张量法,建立了双盘式磁力耦合器的径向电磁力解析模型,并得出0阶与10阶电磁径向力波是产生振动噪声的最主要原因;利用多物理场耦合分析法进行谐波响应NVH特性分析,结果显示0阶力波的振动加速度与形变量均大于10阶力波的振动加速度与形变量,因此双盘式磁力耦合器的电磁振动主要来源于0阶力波;在额定功率为55 kW,最高转速为1 500 r/min的双盘式磁力耦合器实验台进行振动测试,试验结果显示在1 500 r/min时,试验得出的最大振动峰值及频率约为35 m/s^2和4 950 Hz,与有限元仿真结果的误差对应为6.3%和1.1%;而当变频电机的输入转速依次增大时,振动加速度的理论值、仿真值与试验值的曲线形态较为接近,误差较小;噪声估计值与实测值的最大误差仅为8.9%,基本验证了本文所提出模态叠加法的正确性。     

剪切技术强化膜分离过程的研究进展

为了降低浓差极化和膜污染,剪切强化膜分离技术成为当前膜技术方面的研究热点。剪切强化膜分离技术主要包括旋转管式剪切膜分离技术、旋转盘式剪切膜分离技术和振动剪切膜分离技术。旋转管式和旋转盘式剪切膜分离技术都是通过旋转使膜表面产生剪切力来减少膜表面的污染物。振动剪切膜分离是通过扭转弹簧将偏心块产生的振动传递到过滤膜盘,振动产生的剪切力使污染物不易沉积。旋转管式和旋转盘式剪切膜分离技术因设备旋转耗能较大,从而限制了其实际应用的广泛性。振动剪切膜分离技术能耗较低,且可以浓缩浓度较高的液体,但其核心技术被垄断而限制了推广。因此,振动剪切膜分离技术的研究和设备的开发将是未来研究的重点。     

控制吸力的非饱和土真三轴试验研究

基于西安理工大学的新型真三轴仪,在压力室底座与试样顶盖上分别安装高进气值陶土板与多孔板,从而增加孔隙气压力与孔隙水压力独立控制和量测装置,进而利用轴平移技术对基质吸力进行控制,并且新增水气控制面板和气动二联件对可控制吸力的真三轴仪进行了进一步完善。在此基础上初次尝试对重塑黄土进行了同时控制吸力(s=100 kPa)与净平均应力(p=300 kPa)为常数的真三轴固结排水剪切试验,分析了不同中主应力参数(b=0,0.25,0.5,0.75,1)条件下,各主应变(e_1,e_2,e_3)随偏应力(q)的变化情况;给出了重塑黄土在同时控制吸力与净平均应力路径下p平面上的破坏轨迹,并与Lade–Duncan强度破坏准则和Mohr–Coulomb强度破坏准则的预测破坏线进行了比较。     

变截面涡旋盘齿面粗糙度的双预测模型

目的精确预测三段基圆变截面涡旋盘齿面粗糙度,确定合理的铣削参数,提高变截面涡旋盘齿面的加工质量。方法首先在正交试验的铣削参数条件下,用XK714数控铣床对毛坯件进行铣削加工,获得三段基圆变截面涡旋盘,用SJ-210表面粗糙度测量仪测量已加工涡旋齿侧面的粗糙度值。然后利用铣削参数和测量的粗糙度值,建立齿面粗糙度的多元回归预测模型和改进的BP神经网络预测模型及双预测模型,并验证该三种模型的精确度。最后对单一因素条件下的粗糙度进行预测、分析。结果经过计算可得,齿面粗糙度的多元回归预测模型的平均误差为1.43%,最大误差为3.09%。改进的BP神经网络预测模型的平均误差为1.33%,最大误差为3.22%。两种模型的预测平均值作为双预测模型时,预测平均误差为0.627%,最大误差为1.51%。结论齿面粗糙度的双预测模型的平均误差明显降低,同时可以避免单一预测模型产生主观预测误差。各铣削因素对粗糙度的影响程度不同,进给量fz吃刀深度ap刀具转速n侧吃刀量ae。随着进给量、吃刀深度、侧吃刀量的增加,齿面粗糙度值增加;随着刀具转速升高,齿面粗糙度值降低。     

北京中关村软件园“光盘”结构设计

中关村软件园光盘结构集空间斜拉索、悬索于一体,受力十分复杂。在初步设计阶段,首先对结构体系进行宏观估算,确定合适的盘面结构形式和内外斜拉索、径向悬索数目与初始预应力,选择合适的柱截面形式和倾角等。进而根据设计荷载情况确定悬索间支撑数目和结构体系的受力,并初步确定基础的设计情况。     

大跨度钢管拱平转施工技术

以东平大桥钢管拱平转施工方案为例，介绍了转动体系的上下转盘、钢箱拱的施工方法，阐述了转体的施工流程及转体结构水平转动的具体操作步骤，该转体合拢结果显示满足了设计要求。