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泥沙颗粒输运背后的力学机制
地球表面高山、丘陵、沙漠、河流、潮滩等地貌形态万千,它们是如何在历史的岁月中逐渐形成的呢?放眼宇宙,空气密度极低的冥王星,是如何神奇地拥有丰富的沙丘地貌?被称为沙漠行星的火星会因为大风而刮起沙尘暴吗……这些自然界中的奥秘正是地球物理学科的泥沙运动力学所研究的问题。已有的研究告诉我们,泥沙颗粒输运普遍发生于大气环境和水环境中,是塑造地貌形态最重要和最根本的自然过程之一。如何理解和定量描述地表环境泥沙颗粒的起动、输运和沉降是揭示地貌形态千差万别的核心问题。目前野外和实验数据已经证明,粗颗粒泥沙输运量与流体强度之间的关系,在大气环境表现为线性,在水环境表现为非线性。然而,如此截然不同的输运规律背后的力学机制却一直还是个迷。近日,浙江大学海洋学院百人计划研究员托马斯·派兹(Thomas Pähtz)博士成功揭开了这个谜底,并推导出了描述粗颗粒泥沙输运量与流体强度关系的通用方程。北京时间2020年4月20日,相关研究成果在物理学学术期刊美国物理学会刊物《物理评论快报》(Physical Review Letters,简称PRL))上发表,并被该刊物和杂志Physics同时聚焦报道。通过离散元(DEM)精细数值模拟追踪大量泥沙颗粒的运动轨迹并分析其受力特征, 托马斯·派兹首次发现,粗颗粒泥沙的动能耗散机制主导其输运规律。大气环境条件下颗粒和床面间碰撞是主要的耗散机制;而在水环境条件下,颗粒和床面间碰撞以及颗粒之间的碰撞起着同等重要的作用。根据这一新的理论认识,托马斯·派兹推导了能统一描述大气环境和水环境粗颗粒泥沙输运量与流体强度关系的通用方程。这为深入认识地球甚至火星等外星球表面丰富多样的地貌形态提供了有力的理论工具。 统一输沙率公式与水环境(左图)和大气环境(右图)相关实验资料对比“最困难的部分是对模拟的结果进行物理解释和数学描述。在总共7年的时间里,我无数次地用笔和纸进行尝试。特别是在最初的4年里,我大部分时间都在思考这个问题。” 托马斯·派兹说。评审专家认为,这项研究工作是地球物理学科最基础而没有被揭示的问题。而对于未来的进一步应用,托马斯·派兹表示,上述通用方程可以预测任意大气/水体环境下的泥沙输运量,这使我们能够更好地了解这些天体的地貌,还可以通过测量行星的动力地貌来间接推断行星的风况。据悉,托马斯·派兹于2020年1月起受邀担任美国地球物理学会会刊《地球物理学研究杂志-地表过程》的副主编。他是浙大近海环境流体力学团队的重要成员。该团队由贺治国教授领衔,主要从事近海泥沙动力学、海岸动力学、近海环境流体力学等方面的研究,成果已逐步应用于理解河口海岸泥沙运动、深水航道整治、深海地貌演变、深海热液源矿物颗粒沉积等问题,取得了重要的国际影响力。该研究得到国家自然科学基金和浙江大学百人计划研究基金资助。论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.168001
浙江大学 2021-04-11
力学综合实验平台 COC-MCEP
实验内容 1、单摆; 2、三线摆; 3、碰撞打靶; 4、李萨如图形; 5、液体表面张力系数; 6、应变力传感器定标及未知物体称重实验。
成都华芯众合电子科技有限公司 2022-06-18
高温真空熔渗快淬炉
高温真空熔渗快淬炉用于穿甲弹弹芯的制备装置
沈阳理工大学 2021-05-04
电弧炉炼钢合理供电技术
电弧炉炼钢合理供电技术主要是指在电弧炉炼钢过程中采用合理的供电制度,达到降低冶炼电耗和缩短冶炼通电时问的效果。其基本工艺过程:测量电弧炉供电主回路的基本电气运行参数,进行分析处理后得到电弧炉供电主回路的短路电抗和操作电抗,应用这些电气参数制定合理的电弧炉供电制度。对于电弧炉炼钢而言,选择合适的供电制度极为重要。因为电能占电弧炉炼钢总能量输入的60~70%,合理使用这部分能量将有助于实现电弧炉炼钢的高效化。北京科技大学近年来一直从事大型超高功率电弧炉炼钢合理供电技术的研究工作,在电弧炉炼钢电气运行参数、工作点、供电曲线制定等方面具有扎实的理论基础和实际工作经验。通过对电弧炉电气运行特性的研究,揭示了大型交流超高功率电弧炉炼钢过程中电气运行的基本规律。在对三台150~50t/90~35MVA炼钢电弧炉合理供电的理论研究和生产运行研究的基础上,总结了一整套研究方法和经验,取得了比外商提供的技术更好的运行结果,填补了国内空白,达到了国际先进水平。 本项目的特点在于大功率供电技术和炼钢技术的结合,科技含量高,无需对电弧炉主电路和装备做重大改动,投入少、实施方便、对生产影响小、回报高。本技术可适用于各种容量的交流电弧炉炼钢生产,炉子吨位和变压器容量越大,效果越明显,特别适用于变压器容量大于30MVA的大型超高功率电弧炉。◆经济效益及市场分析 各种容量的交流电弧炉炼钢采用本技术后,平均可节电10—30kWh/t,冶炼通电时间可缩短3min左右。以一座年产钢20万吨的炼钢电弧炉为例进行说明。 (1)技术和装备投入20—40万元 (2)直接经济效益150万元    (3)社会效益    a.年节电300万度    b.对于冶炼时间受制于供电制度的电炉钢厂,电炉炼钢生产率可提高5%左右。年产20万吨的电炉每年可增产l万吨,则年产值增加2000万元,利税增加100万元以上。    本技术具有广阔的推广应用前景,电炉炼钢厂采用本技术后当年即可回收投资,并且能见到效益。
北京科技大学 2021-04-13
镁基铁水炉外脱硫技术
众所周知,硫对大多数钢的性能有多种不良的影响,如硫降低钢的塑性和韧性,影响钢的表面及内部质量。铁水炉外脱硫是钢铁产品生产过程去除硫最为行之有效而又经济的办法。镁基铁水炉外脱硫技术是目前铁水炉外脱硫处理的最新进展,它具有处理温度低(最适合铁水温度)、脱硫效率高、脱硫速率快、单位耗量很小(如吨铁水仅耗0.3~0.8kg镁,这将带来脱硫渣量小、金属损耗低、温降小等一系列好处)、能将硫脱到很低的水平(如达到0.002~0.005%以下的水平),同时工艺简单、投资相对较少、脱硫效果稳定等优点。它是继苏打或碳酸钠、石灰、碳化钙基脱硫剂后的第四代脱硫技术,也是铁水炉外脱硫处理今后发展的方向。在整个钢铁生产工艺流程中,该技术的应用既可大幅度地降低钢铁生产的成本,又可为生产各种洁净钢提供最基本的技术保障。从某种意义上来说,该技术是优化钢铁生产流程的关键技术之一。因此,具有广阔的应用前景。 镁基铁水炉外脱硫技术的基本工艺是采用喷吹或喂线的方法将镁基脱硫剂或纯镁加入到铁水中,使其将铁水中的硫去除的一种操作过程。其工艺可根据不同钢铁企业的生产条件,选用不同技术路线,如铁水包容量较小的企业可采用喂线技术路线;而铁水包容量较大的企业则选用喷吹技术路线;中等铁水包容量的企业可根据自身情况决定技术路线。 北京科技大学镁基铁水炉外脱硫(MDS)研究组是由长期从事钢铁冶金、传输传热、机械设计等涉及多学科的专门人才组成,具有深厚的理论基础、设计能力和丰富的实践经验。自1996年开始以来,先后进行了基础理论研究、冷态和热态模拟实验、半工业试验和在天津钢厂30t铁水包内进行了工业试验。工业试验共处理铁水5l0t,耗镁250kg,将化铁炉铁水的硫含量稳定地从0.075%左右降至0.025%以下;同时获得镁基铁水炉外脱硫工艺成本24元/t—iron的结果,开创了小吨位(容量小于30t)、浅熔池(深度小于1.4m)使用镁基脱硫剂对铁水进行炉外脱硫的先河。工业试验的工艺设计、关键设备(包括自控系统)的设计与制造及热试车均由课题组自主完成,同时工业试验所用脱硫剂生产技术也由课题组提供。该技术可以进行工程化运作。国家专利局已于1999年11月2日受理了该技术的专利申请,专利号为99122342x。 该技术可应用于炼钢铁水的脱硫和化铁炉铸造用铁水的脱硫等领域。
北京科技大学 2021-04-13
镁基铁水炉外脱硫技术
北京科技大学镁基铁水炉外脱硫(MDS)研究组是由长期从事钢铁冶金、传输传热、机械设计等涉及多学科的专门人才组成,具有深厚的理论基础、设计能力和丰富的实践经验。自1996 年开始以来,先后进行了基础理论研究、冷态和热态模拟实验、半工业试验和在天津钢厂 30t 铁水包内进行了工业试验。工业试验共处理铁水 5l0t,耗镁 250kg,将化铁炉铁水的硫含量稳定地从 0.075%左右降至 0.025%以下;同时获得镁基铁水炉外脱硫工艺成本 24元/t—iron 的结果,开创了小吨位(容量小于 30t)、浅熔池(深度小于 1.4m)使用镁基脱硫剂对铁水进行炉外脱硫的先河。工业试验的工艺设计、关键设备(包括自控系统)的设计与制造及热试车均由课题组自主完成,同时工业试验所用脱硫剂生产技术也由课题组提供。该技术可以进行工程化运作。国家专利局已于 1999 年 11 月 2 日受理了该技术的专利申请,专利号为 99122342x。该技术可应用于炼钢铁水的脱硫和化铁炉铸造用铁水的脱硫等领域。
北京科技大学 2021-04-13
电弧炉炼钢合理供电技术
电弧炉炼钢合理供电技术主要是指在电弧炉炼钢过程中采用合理的供电制度,达到降低冶炼电耗和缩短冶炼通电时问的效果。其基本工艺过程:测量电弧炉供电主回路的基本电气运行参数,进行分析处理后得到电弧炉供电主回路的短路电抗和操作电抗,应用这些电气参数制定合理的电弧炉供电制度。对于电弧炉炼钢而言,选择合适的供电制度极为重要。因为电能占电弧炉炼钢总能量输入的 60~70%,合理使用这部分能量将有助于实现电弧炉炼钢的高效化。北京科技大学近年来一直从事大型超高功率电弧炉炼钢合理供电技术的研究工作,在电弧炉炼钢电气运行参数、工作点、供电曲线制定等方面具有扎实的理论基础和实际工作经验。通过对电弧炉电气运行特性的研究,揭示了大型交流超高功率电弧炉炼钢过程中电气运行的基本规律。在对三台 150~50t/90~35MVA 炼钢电弧炉合理供电的理论研究和生产运行研究的基础上,总结了一整套研究方法和经验,取得了比外商提供的技术更好的运行结果,填补了国内空白,达到了国际先进水平。本项目的特点在于大功率供电技术和炼钢技术的结合,科技含量高,无需对电弧炉主电路和装备做重大改动,投入少、实施方便、对生产影响小、回报高。本技术可适用于各种容量的交流电弧炉炼钢生产,炉子吨位和变压器容量越大,效果越明显,特别适用于变压器容量大于 30MVA 的大型超高功率电弧炉。
北京科技大学 2021-04-13
全不锈钢真空钨丝炉
产品详细介绍 全不锈钢真空钨丝炉  ◎产品说明  设备特点:  本电炉为周期作业式,广泛用于大专院校、科研单位及生产企业在真空或保护气氛条件下对材料进行烧结处理。适用于粉末治金、陶瓷,在你高真空、高温条件下进行烧结、钎焊、退火、除气处理,同时也适用于石英材料的脱羟处理。  技术参数:  1、型号:ZW-40-23  2、额定功率:40KW  3、额定温度:2300℃  4、仪表控温精度:正负1℃  5、控温方式:钨铼热电偶+红外衣  6、工作区尺寸:直径140x140mm  7、冷态极限真空度:8x10-4 Pa  8、压升率:≦2Pa/h  9、电源电压:380V 50Hz 3相  10、充气压力:<0.03Mpa(可充氮气、氩气)  11、发热元件:石墨管(高纯石墨)  结构组成与说明:  1、炉体:采用双层水夹层结构,"内层为不锈钢(1Gr18N9Ti)抛光。上、下法兰组焊筒形结构,法兰平面开设封闭槽。采用“0”圈真空密封,并设有水冷装置(防止因温度过高“0”圈老化)。开设有抽气、热电偶、红外仪等。  2、炉盖:采用双层水夹层封头结构,设有观察窗,屏蔽锁紧、开启装置,并通水冷。  3、炉底:采用双层水夹层封头结构,设有电极引出装置,支撑平台等,并设有水冷装置。  4、炉架:山型钢及钢板组焊成箱式结构,炉体安装放在箱体内,美观大方。  5、真空系统:又一台K-100扩散泵配冷阱,一台2XZ-8D直联泵、手动高真空蝶阀、真空压力表(Pa)、充气阀、放气阀和真空管路等组成,扩散泵采用金属波纹软管快速接头联接(减缓震动),真空度的测量采用数显复合真空计。  6、控制系统PLC控制:控制系统是由我公司自行开发人机对话操软件,画面显示友好,操作简单,要以炉内工况进行实时监测,软件彩色模拟屏显示,加热升温显示及真空阀门的控制都集成到电脑上操作,现场也可以手动操作,需要电脑操作时,直联由232接口连接到笔记本电脑上启动软件,可检测到各种状态,也可通过485通讯连接到办公室操作,本设备可采纳温度、真空度曲线和烧结时间,方便用户根据历史曲线分析烧结工艺。控温方式为1300℃以下热电偶升温。1000℃-2200℃红外仪表自动控制。压力控制可采用手动及自动方式。控制系统上设有过流、超温及断水等分类报警功能。  7、气路系统:整个系统中设有1个j进气口、1个放气口、可冲气氛。  8、电气控制:采用各种管道阀等相关装置组成,具有断水声光报警自动切断电源能。  9、变压器及连接电缆:采用与之相匹配的变压器及连接电缆。  10、发热元件及隔热屏:发热元件采用高纯石墨加工成圆筒形结构,隔热屏采用石墨复合材料、碳毡、石墨毡,保温性能好、加热均匀、辐射面大、耐冲击性好,可快速加热和冷却。保温层和发热分体,易维护和取装,保温套外用不锈钢框架支撑,固定。 
上海晨鑫电炉有限公司 2021-08-23
真空中频感应烧结炉
产品详细介绍 真空中频感应烧结炉  产 品 说 明  真空感应烧结炉为周期作业式,采用立式结构,广泛应用于有色金属、粉末冶金、陶瓷、光电材料、不锈钢和钼制产品在真空或保护气氛下进行烧结。  本设备优点:设备成本低,节能,升、降温快,温度均匀性高,明显提高了生产效率。  主要技术参数,  1、 额定功率:100KW2、最高工作温度:2000℃3、中频电压:375~750V  4、中频频率:1500-2500Hz  5、冷态极限真空度:两级泵6、压升率:≤2Pa/h  7、冷却水压力:0.2-0.25MPa  8、电源:三相,380V,50Hz  9、坩埚容积:F300×350㎜  10、可充保护气氛:氮气,氩气,氢气等,手动调节压力。  三、结构简介:  真空感应烧结炉主要由炉壳,炉盖启闭装置,感应线圈及保温装置,真空系统及电气系统等几个部分组成 
上海晨鑫电炉有限公司 2021-08-23
可摇摆管式电阻炉
产品详细介绍    可摇摆管式电阻炉以新型铁-铬-铝高温电热合金丝或硅碳棒为发热元件,炉温有1000℃、1200℃、1400℃多种,测温元件采用K、S分度热电偶,控温方式有自动恒温型和程序控温型两种。炉体部份通过支撑轴承和调速电机控制可实现炉膛的连续上下摆动,摆动频率连续可调。采用新型隔热保温材料,具有测温精度高、控温准确、热导率低、高效节能、美观大方等特点,供实验室、工矿企业、科研院所等单位用于金属、非金属、合金、陶瓷等材料的高温烧结、热处理及熔融、分解等。    主要技术参数  1、最高温度:1000℃、1200℃;  2、炉膛尺寸:Ф30、Ф40、Ф50、Ф60mm;  3、摇摆频率、摇摆幅度可调;  4、精密程序控温。
湘潭市三星仪器有限公司 2021-08-23
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