摘要：液膜在离心粒化器边缘的破碎模式直接决定了雾化后的液滴形态和尺寸分布,是影响物料品质的关键因素。针对转盘粒化器,提出临界转变系数表征液膜由膜状向纤维状破碎的转变条件,并拓展至其他破碎模式,建立了滴状向纤维状、完全纤维状及纤维状向膜状破碎转变的临界关系。结果表明,转盘表面润湿性对于液膜呈滴状以及滴状向纤维状模式转变影响显著,未完全润湿导致临界流量存在一定的随机性,转盘直径与临界流量间无明确规律;而完全纤维状以及膜状时,大直径转盘临界流量明显升高。转速、流量、密度及黏度的提高,破碎模式趋向于膜状;而增大表面张力,即使对于较大流量和转速,液膜也能维持纤维状或滴状模式。调整转盘直径将引起表面张力与离心力同时变化,若未打破平衡,其破碎模式不会改变。研究结果为转盘粒化器的设计与优化提供了可借鉴的理论与应用基础。

摘要：转盘表面薄膜流广泛存在于转盘反应器、造粒和分子蒸馏等化工领域,其流动特性对造粒、反应以及热质传递具有重要影响。建立了稳态薄膜流动特性理论模型,并对比实验数据与数值模拟结果,研究了等效Froude数Fr、量纲1特征厚度与长度比值ε和浇注尺寸r_i对薄膜厚度分布的影响,导出了水跃和同步区半径模型并通过实验验证。结果表明:等效Froude数Fr不会对薄膜厚度分布产生明显影响;量纲1ε和浇注尺寸r_i是水跃发生与否的决定条件,增大ε或缩小r_i有助于水跃出现,水跃半径稳定于r=0.85;平均径向速度呈典型三分区特征,缩小浇注尺寸r_i将引起浇注区范围加大而加速区范围显著缩小,导致薄膜无明显加速现象而直接进入同步区,但同步区半径维持在r=1.53。研究结果为转盘反应器以及离心粒化器等的设计与优化提供了可借鉴的理论与应用基础。

摘要：阴阳转子型线设计时存在参数修改频繁、性能实验搭建不便等问题,影响了转子型线设计效率的提高,针对以上问题,提出将NURBS曲线和流体仿真技术应用于双螺杆压缩机转子型线设计中的新思路。以单边不对称摆线-销齿圆弧式转子型线为研究对象,开发了新型双螺杆转子型线。应用NURBS曲线构建了螺杆转子的齿廓线;建立了双螺杆压缩机原型线与新型线流场仿真模型,运用Fluent软件模拟了其在工作转速下压强与流速的分布规律。由仿真结果对新型线设计的合理性进行了预判,并为新型线的改进优化直至获得性能优良的双螺杆压缩机阴阳转子提供了参考依据。

摘要：针对现有的高级氧化除藻技术存在效率低、二次污染等问题,以小球藻为研究对象,采用自行设计的螺旋切割器制备高浓度臭氧水循环装置进行灭藻试验,探究臭氧水平衡浓度、反应时间、初始藻细胞光密度和初始反应温度对小球藻的灭活效果并进行动力学分析。结果表明:臭氧水平衡浓度9 mg·L^(-1)、初始藻细胞光密度0.4、初始反应温度25℃、反应时间12 min时,灭藻率可高达96.02%。通过对动力学拟合参数的比较,结果表明在臭氧水平衡浓度不低于11 mg·L^(-1)、初始藻细胞光密度不高于0.5、初始反应温度不低于20℃时,适宜使用一级动力学拟合;在臭氧水平衡浓度低于11 mg·L^(-1)、初始藻细胞光密度高于0.5、初始反应温度低于20℃时,更适用二级动力学拟合。

摘要：为提高Fe^(2+)活化过硫酸钠(SPS)降解亚甲基蓝(MB)效率,设计了一种毛细管微反应器。以磁力搅拌和静置反应系统作为对比,研究了在毛细管微反应器中MB与硫酸亚铁(FeSO_(4))混合液pH值、FeSO_(4)浓度、SPS浓度、进料流量以及毛细管长度对MB降解率的影响。结果表明:随着MB与FeSO_(4)混合液的pH值的增大,MB降解率先升高后降低;随着FeSO_(4)浓度的增加,MB降解率先升高后降低;当SPS浓度从0.2 mmol·L^(-1)增加到1.8 mmol·L^(-1)时,MB降解率显著升高,继续增加SPS浓度,MB降解率缓慢上升。随着进料流量和水浴温度的增加,MB降解率升高;随着毛细管长度的增加和进料流量的减小,MB降解率升高。在相同反应条件下,毛细管微反应器氧化降解性能优于磁力搅拌和静置反应系统。当MB浓度为0.2 mmol·L^(-1),MB与FeSO_(4)混合液pH值为3、FeSO_(4)浓度为1.4 mmol·L^(-1)、SPS浓度为1.8 mmol·L^(-1)、进料流量为1 mL·min^(-1)、毛细管长度为6.32 m时MB降解率可达85.92%。

摘要：高黏性流体经转盘离心雾化以液滴形式进入气相可显著改善气液相间接触,其纤维化特性直接决定了雾化液滴的尺寸,是影响物料品质的关键因素。针对转盘离心雾化器,对非牛顿黏性液膜失稳纤维化过程的物理机制进行了分析,分析了高黏度流体,仅考虑黏性作用时,黏性力对纤维间距的贡献,建立了黏性力与表面张力耦合作用下液膜破碎的纤维间距预测模型,探讨了液膜纤维化的一般规律。结果表明,黏性对液膜的失稳纤维化起抑制作用,黏度提高,纤维数量减小,纤维间距增大。纤维数量与转盘边缘液膜线速度相关。进入完全纤维状模式后,纤维数量趋于稳定,提高转速引起纤维数量稳定的流量范围缩小,不利于雾化,可采用低转速、大直径转盘改善雾化效果。非牛顿高黏流体液膜破碎后的纤维数量与Weber数、等效Reynolds数和流变指数直接相关。研究结果对高黏流体的转盘离心雾化系统设计与优化提供了可借鉴的理论与应用基础。

摘要：为提高Fe2+活化过硫酸钠(SPS)降解亚甲基蓝(MB)的效率,设计了一种声化学微反应器。首先研究了静置系统、磁力搅拌系统、毛细管微反应器系统和声化学微反应器系统中MB和硫酸亚铁(FeSO_(4))混合液pH值、FeSO_(4)浓度、SPS浓度对MB降解率的影响。其次,在声化学微反应器系统和毛细管微反应器系统中研究了流道结构和流速对MB降解率的影响。结果表明:在不同的MB和FeSO_(4)混合液pH值、FeSO_(4)浓度下,声化学微反应器系统中MB降解率均高于其他反应系统。随着SPS浓度的增加,MB降解率呈上升趋势,但在声化学微反应器系统中增加SPS浓度会影响MB降解。相比于直线形、三角波形和半圆波形流道结构,MB在矩形波形流道结构中降解效率更高。溶液在管道内停留时间相同时,增加流速更有利于氧化降解反应的进行。实验表明:当MB浓度为0.2 mmol·L^(-1),MB和FeSO_(4)混合液pH值为3、FeSO_(4)浓度为1.4 mmol·L^(-1)、SPS浓度为1.8 mmol·L^(-1),流道结构为矩形波形,流速为13.16 cm·s^(-1)时,声化学微反应系统中MB降解率达到85.45%。

摘要：为了解决圆柱电池外观人工检测效率低、精度低的问题,设计了一套基于改进光度立体的圆柱电池表面缺陷检测系统。首先针对单一光源照明下电池表面图像中划伤、凹凸等缺陷灰度差异微小的问题,通过设计一种四个方向光源照明装置,提高缺陷图像对比度;其次根据微弱缺陷深度变化显著的特点,提出基于改进光度立体的三维形貌重建方法,快速重建电池表面深度图像;并结合深度信息的方向差异性,提出多通道图像融合算法,提取和融合深度特征和表面曲率特征,增强微弱缺陷对比度;最后设计基于YOLOv5网络的多级融合模型完成缺陷的检测。试验结果表明,所设计检测系统对于电池表面缺陷检测精度可达到99.8%,稳定性和实时性良好,在实际工业场景中具有较好的可行性。

摘要：为了提高工业上管道焊接的自动化水平,快速准确地识别焊缝是关键,针对此问题设计了一种针对管道母线焊缝的激光视觉引导的焊缝跟踪系统。利用CCD工业相机获取包含激光条纹的焊缝图像,对图像进行数字化滤波、阈值分割、感兴趣区域提取后确定激光条纹的位置;然后对激光条纹使用改进的几何中心算法进行细化处理,利用曲线拟合和特征点识别算法获取焊点的二维坐标;最后根据相机成像原理对焊缝特征点进行三维重建,将焊点坐标从图像坐标系转换到机器人基坐标系下指导机器人自动焊接。实验结果表明,该系统对焊点的识别误差均在0.5 mm之内,识别效率和焊缝特征点提取精度高,满足机器人自动焊接的生产要求。

摘要：为改进微动平台的动态特性,提出了一种解耦的基于柔性铰链的二自由度微动平台。首先,综合考虑倒圆角直梁型柔性铰链与微动平台的结构特点,设计了一种新型的二自由度微动平台;其次,推导了该微动平台的等效刚度计算模型,并通过理论计算与有限元仿真分析对比,验证了理论模型的正确性;同时探讨了各结构参数对微动平台等效刚度的影响,并进行了灵敏度对比和分析;再次,以提高二自由度微动平台的等效刚度为目标,建立了其优化设计模型,并采用自适应粒子群优化算法对该微动平台的主要结构参数进行了优化。最后,理论计算了该微动平台的固有频率,并通过有限元仿真分析验证了其正确性。上述分析证明了该机构的可行性及有效性。