自由活塞内燃发电机稳定运行参数耦合分析
摘要：针对自由活塞内燃发电机较难实现稳定运行的问题,对自由活塞内燃发电机工作过程活塞受力状况进行了分析,结果表明其工作过程可以看成是单自由度有阻尼强迫振动系统。结合工作过程中的能量守恒原理,分析了自由活塞内燃发电机稳定运行过程中结构参数与性能参数之间的耦合关系,通过等效计算,获得了自由活塞内燃发电机稳定工作所需要的匹配参数。并以一样机为例,对分析结果进行了仿真验证,结果表明通过等效计算所确定的匹配参数能够近似实现稳定运行,验证了分析的正确性。低压空气辅助缸内直喷汽油机工作过程仿真
摘要：对1.2 L低压空气辅助缸内直喷汽油机进行了工作过程仿真研究。分析了进气道及缸内的工质流动,比较了不同喷油时刻燃烧室改进前后在压缩上止点前20°CA时的缸内混合气浓度分布状况,探讨了点火时刻对发动机燃烧过程的影响。结果表明：压缩上止点前20°CA时缸内混合气浓度分布的整体均匀度要好于原机,且当喷油时刻为420°CA和440°CA时均能在两个火花塞间隙处形成适合稳定点火的混合气浓度;随着点火时刻的提前,燃烧逐渐提前,缸内最大爆发压力及最大压力升高率增大;此外,随着点火时刻的推迟,火焰发展期逐渐缩短,而快速燃烧期则呈现出先缩短后增长的趋势。高原环境车用柴油机与辅助系统耦合仿真
摘要：采用喷雾模拟试验与优化算法对柴油机缸内准维模型进行高原试验修正和校正,运用直接耦合方法,建立具有变海拔适应性的某重型车辆动力装置（柴油机及辅助系统）工作过程全耦合数值仿真模型：根据准稳态流动的统一化阻力和传热方程,建立车辆进气系统阻力模型;基于一维非稳态可压缩流体动力学理论和传热理论,建立喷油系统工作模型;考虑润滑油对传热量的影响,建立柴油机冷却系统模型;各辅助系统模型与柴油机工作过程实现耦合计算,即计算中柴油机与辅助系统的边界条件双向实时传递。试验验证了耦合仿真的准确性。结果表明：海拔高度4 500 m,外特性工况,功率最大下降45%,燃油消耗率最大增加71%;高原缸内热流分布中需要冷却液带走的热量比平原增加48.6%;活塞-缸套-缸盖温度场整体升高,最高温度增加85～91 K。海拔高度3 700 m,水泵扬程最大下降3.9 m;单独增加水泵流量,散热器进出口水温整体升高。点火定时对缸内直喷汽油机燃烧及颗粒物排放的影响
摘要：采用燃烧分析仪和DMS500型快速颗粒取样分析仪,在一台缸内直喷汽油机上进行了点火定时对燃烧过程和颗粒物排放影响的试验研究。结果表明：随着点火定时的不断延迟,火焰发展期逐渐缩短,快速燃烧期逐渐增大,缸内压力峰值逐渐下降,瞬时放热率峰值和缸内最高燃烧温度均逐渐降低且后移,放热过程迟缓,膨胀行程缸内温度逐渐升高。缸内直喷汽油机排气颗粒物排放呈包括核态和积聚态颗粒物的双峰分布;随点火定时的推迟,核态和积聚态颗粒物峰值数密度均逐渐降低,颗粒物总数量浓度逐渐降低,积聚态颗粒物峰值粒径逐渐减小,而核态颗粒物峰值粒径受点火定时的影响较小。喷油温度对生物柴油雾化特性的影响研究
摘要：为准确了解生物柴油温度对雾化效果的影响规律,通过自制高响应温度传感器,测试了大豆脂肪酸甲酯（SFAME）在S195型发动机额定工况下盛油槽温度的变化;在共轨喷油系统上模拟发动机工作时的喷油温度,使用马尔文粒径测试仪,测取了不同喷油温度下雾滴粒径分布的变化情况。结果表明：S195型发动机在稳定的额定工况下,喷油温度在喷油始点为281℃,喷油过程中呈下降趋势;通过控制供油管路上的加热装置,提高喷油温度可使雾滴的索特平均直径（SMD）减小,但随着喷油温度升高雾滴直径的减小趋势减缓;预热喷油器前的生物柴油,能提高喷雾过程后期的喷油温度,有利于改善雾化效果。变工况柴油机余热回收系统中混合工质模拟研究
摘要：针对柴油机变工况下的排气特点,设计了一套有机朗肯循环余热回收系统。通过实验和理论计算,研究共沸混合工质和非共沸混合工质在不同蒸发压力下对车用柴油机不同运行工况的有机朗肯循环余热回收系统性能的影响。研究结果表明,柴油机变工况下,非共沸混合工质R415B的ORC系统损率平均值比共沸混合工质R508A低38%。通过对比分析,非共沸混合工质R415B最适用于变工况车用柴油机有机朗肯循环余热回收系统,最大净输出功率约为27.60 kW。离心泵叶轮进口空化形态的试验测量
摘要：为研究离心泵叶轮进口部分的空化形态,以一台中等比转数离心泵为对象,在泵进口管路上增加全透明水箱,基于泵产品智能测试系统和图像采集系统,在离心泵闭式试验台上对3种不同流量下叶轮进口的空化形态进行可视化试验研究。试验结果表明：空泡首先在模型泵叶片背面进口边附近初生,空泡的产生位置因运行工况不同而变化;随着装置空化余量NPSHa的下降,多个叶片背面有空泡产生,并随着叶轮的转动,呈现明显的初生、生长和溃灭的动态过程;当泵扬程下降较大时,空泡的分布随叶轮转动变化不大,且靠后盖板一侧的空泡分布小于靠前盖板一侧。基于结构化网格的离心泵全流场数值模拟
摘要：采用计算流体力学（CFD）方法对全流场模型下离心泵的性能进行了分析。阐述了离心泵计算区域的拓扑块生成和结构化网格划分方法;分析了全流场模型和非全流场模型的数值模拟结果,并比较两者产生差异的原因。证实了腔体的存在对模拟结果的影响,得到的全流场数值模拟性能预测精度优于非全流场数值模拟,其流态分布也存在显著的差别,并获得了口环泄漏量与离心泵流量和扬程的关系。将离心泵全流场模型的模拟结果与试验值进行了对比：设计工况点（Qd）,离心泵的扬程相对误差为0.79%,效率相对误差为0.9%,模拟结果和试验结果比较接近;在0.2Qd时,扬程相对误差为6.24%,效率相对误差为9.61%,极小流量点的数值模拟精度有待提高。双叶片离心泵滑移系数修正实验
摘要：采用PIV技术对一双叶片离心泵叶轮出口处的滑移速度进行了实验研究,得到了7个工况、6个相位下的滑移系数,发现随着流量的增大6个相位下的平均滑移系数呈递减的趋势变化。采用斯托道拉公式、威斯奈尔公式、斯基克钦公式分别计算了双叶片离心泵的滑移系数,并与各个工况下的实验值进行了比较。根据实验值对计算误差最小的威斯奈尔公式进行了修正,并重新设计一个双叶片叶轮进行了验证。研究结果表明7个工况下修正后的滑移系数计算误差均在3.5%以内,其最大误差为3.23%。基于土壤LFUHF频段介电特性的FDR测量频率研究
摘要：土壤介电特性是影响FDR传感器测量土壤含水量精度和适应性的重要物理参数。为了确定28 mm长、10 mm间距的7探针FDR传感器理想频率,通过矢量网络分析仪对4种不同土壤的LF-UHF频段（1 MHz～3 GHz）散射参数进行了测量,通过Logsdon和Laird模型变换,使用Matlab进行了4种土壤表观介电常数的计算和绘制。通过土壤介电频谱分析,研究了土壤极化机理,分析了土壤介电特性与频率的关系,确定了FDR传感器的工作频段为44～398 MHz,考虑到温度对极化的影响,其最佳工作频段为62～110 MHz,其中75 MHz是其工作的最佳频率。此频率下土壤介电值仅对土壤含水量敏感,是消除温度等因素对FDR传感器影响的理想频率。近红外土壤含水率传感器设计与试验
摘要：设计了一种适用于快速测量土壤含水率的近红外传感器。发光二极管（LED）作为传感器的光源,中心波长为1 940 nm的光为测量光,1 800 nm为参考光,土壤含水率对这2个波长的光有不同的吸收特性。光源发出的光照射到土壤表面,经反射后进入光电转换器,将光信号转换为电信号,送至两级放大电路、模数转换器（A/D）、显示和存储设备,输出的反射光强与土壤含水率存在一定的关系。仪器性能试验表明：光源传感器到土壤表面的距离对采集信号的强度有一定影响,根据传感器的结构,可以选择一定的距离使反射信号的强度和稳定性最好。两波长光的反射光强随着土壤粒径的增大而减小;土壤含水率与相对吸收深度之间具有很好的线性相关性,回归分析的决定系数为0.863。基于电磁感应技术的区域三维土壤盐分空间变异研究
摘要：以孔雀河流域典型地带为研究区域,利用电磁感应式大地电导率快速测定技术探测获得表观土壤电导率数据,构建了基于电磁感应技术的区域尺度剖面分层土壤盐分精确解译模型,精准解译出研究区剖面土壤盐分含量信息,并以此为数据源采用三维普通克里格法解析并评估了研究区土壤盐分三维空间分布特征。研究表明,不同测量位数据的综合应用能够表征剖面土壤盐分信息,构建出的剖面分层土壤盐分解译模型具有较好的精度;研究区不同区位土壤盐分三维分布呈现明显差异;研究区土壤主体属中度以上盐渍化,局部地带属于重度以上盐渍化土壤,需采取有效治理措施对土壤盐渍化进行可靠防控。PAM与粉煤灰改良沙土中重金属的迁移和富集规律
摘要：探讨复合施用聚丙烯酰胺（PAM）和粉煤灰改良沙土时,重金属（以Cr、As、Ni为例）在土壤、植物当中的运移规律,以及PAM在粉煤灰改良土壤中对重金属运移规律的影响。采取田间小区试验的方法,设计3种PAM施用量（0、60和120 mg/kg）和4种粉煤灰施用量（0、5%、10%和15%）,其中不添加PAM和粉煤灰的处理为对照。试验结果表明：添加粉煤灰后,表层沙土当中Cr、Ni元素含量增加,而粉煤灰施用量为15%时As元素含量减少。在粉煤灰改良土壤中添加PAM能够将更多重金属固定在土壤表层,从而抑制重金属的淋洗,同时减少玉米对Cr、As、Ni的吸收。密植枣林地深层土壤水分垂直变化与根系分布关系
摘要：采用根钻法（洛阳铲）及干燥法分层获取枣林深层根系的细根干重密度和土壤水分数据,利用有序聚类法对深层土壤水分数据进行垂直分层,划分为3层,即强耗水层（2.0～4.4 m）、弱耗水层（4.4～5.0 m）和微弱耗水层（5.0～7.0 m）。该分层结果能较好地反映出深层根系吸收利用土壤水分的特征,其中强耗水层内,不同土层枣林的细根干重密度波动较大,但土壤水分并未随根系波动而改变,土壤含水率低且较为稳定;弱耗水层内细根干重密度连续减少,土壤含水率呈现增加趋势;微弱耗水层内5.0 m以下土层未发现细根,土壤含水率显著提高。黄土坡耕地水土保持的“缝、洞”技术
摘要：提出了一种防止黄土高原坡耕地水土流失的＂缝、洞＂技术,使坡面径流在重力作用下通过＂缝＂就地拦蓄于＂洞＂中形成土壤水库,通过＂缝、洞＂节节拦蓄,可抑制大面积坡面径流的汇聚并减少蒸发,达到防止水土流失的目的。指出了＂缝、洞＂措施在黄土坡耕地应用过程中应该注意的问题;提出了这种微型水利水保工程的设计标准,以相应标准暴雨径流全部流蓄＂洞＂中为原则,初步提出＂缝、洞＂的合理布置方案,推导出合理洞径与缝距之间的关系。应用有限元法模拟了成洞过程及渗流分析,得到了成洞后洞体周围土体的物理力学参数的变化规律：成洞后,在洞体周围约0.4倍洞径的区域,土体的物理力学性质较成洞前发生较大变化,土体的孔隙率和渗透系数显著降低,干密度和变形模量显著升高,并且离洞体越近,孔隙率和渗透系数越小,干密度和变形模量越大;渗流稳定后,洞体强度略有降低,洞体产生一定的变形。PAM和SAP防治库区坡地肥料污染试验
摘要：选取北京市怀柔区水库附近一处坡地栗园作为试验地,用表良剂（聚丙烯酰胺,PAM）和土壤保水剂（SAP）进行坡地栗园的肥料污染防治,通过人工降雨试验方法对PAM的防污效应进行了研究,同时进行为期2年（2010-2011年）的野外监测试验,研究了技术应用以后坡面水土和养分流失,土壤剖面墒情和氮素运移等情况。结果表明：PAM减小坡面次降雨径流氮素平均质量浓度和污染物排放负荷的幅度分别为5%-8%和16%-22%,其中PM的处理减少坡面氮素流失方面效果最好;与未施加化学制剂的对照PS0相比,化学制剂联合处理组PS1、PS2分别提高根层土壤含水率10.4%、23.7%,提升根层氮素含量3.8%、22.3%,减少坡面径流含沙率30.7%、61.7%,减少坡面径流硝态氮流失14.7%、30.7%。变量喷洒喷头组合喷灌试验
摘要：变量喷头可以根据喷洒地块形状和喷洒量的要求实现射程和流量的同步可控,对精确灌溉具有重要意义。试验研究了基于扇形通孔动静片调节器的变量喷头在系统不同压力工况下组合喷灌时的水量分布及喷灌均匀度等水力性能,并与传统圆形喷洒域喷头进行了对比,研究了变量调节器对喷头性能的影响及其对工作压力的敏感性。工作压力和调节器的双因素重复全面试验结果表明,变量精确灌溉喷头较传统圆形喷洒域喷头单喷头控制面积降低了15.4%,喷灌均匀度提高了9.5%,喷灌强度降低了15.7%,射程损失了5.9%,喷洒域系数可达64.0%。组合均匀度方差分析结果表明,调节器和工作压力以及两者之间的交互作用对组合均匀度都有极显著影响,变量调节器的设计需要满足喷头在不同工作压力工况条件下的性能要求。考虑水滴运动蒸发的喷灌水量分布模拟
摘要：提出了有风条件下喷头水滴运动与喷灌水量分布模拟方法,并利用Visual Basic 6.0开发了喷灌水量分布模拟软件。该软件在已知单喷头的径向水量分布数据时,可以模拟出不同风速、风向、空气温湿度等环境条件下单喷头或多喷头组合的喷灌水量分布,计算出喷灌系统的组合喷灌强度、喷灌均匀系数和蒸发损失率。以9708A型喷头为例,分别对工作压力为0.20、0.25和0.30 MPa下单喷头径向水量分布以及喷灌系统组合间距为14 m×14 m和14 m×12 m时的喷灌水量分布进行了模拟,并与实测值进行了对比,结果表明：模拟的单喷头径向水量分布与实测值总体一致,由模拟水量分布推算的喷头流量与实测值的相对误差为0.83%～8.01%;喷灌均匀系数模拟值与实测值的相对误差为0.69%～6.36%,蒸发损失率模拟值为0.51%～1.75%,小于实测的水量损失率。模拟了不同组合间距下的喷灌水量分布,得到的喷灌均匀系数模拟值与其他软件比较,相对误差在0.11%～2.44%之间。
