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专利号: 2019114123298
申请人: 浙江交通职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种介质阻挡放电处理尾气反应器中填充颗粒的模量计算方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:

步骤1:获取填充颗粒在反应器中的空间排布形式,得到所有颗粒接触点的坐标和颗粒球心坐标;

步骤2:通过两个颗粒之间的法向压缩受力分析和切向受力分析得到颗粒之间的接触参数;

步骤3:由颗粒接触点的坐标、颗粒球心坐标和颗粒接触参数得到填充颗粒整体平均应力和平均应变的关系矩阵;

步骤4基于关系矩阵计算填充颗粒整体的弹性模量和剪切模量。

2.根据权利要求1所述的一种介质阻挡放电处理尾气反应器中填充颗粒的模量计算方法,其特征在于:所述步骤1中,对每个接触点建立局部坐标系;

当接触点连接颗粒A和颗粒B,两个颗粒的球心在坐标轴xi上的坐标分别为和 接触点的法线为 法线 的长度为L,法线 的单位向量为 这里ni表示法线 与坐标轴xi夹角的余弦;全局坐标系中,坐标轴x1和x2为水平向,坐标轴x3为竖向;

当接触点为反应器壁面和颗粒接触时,设接触点连接反应器壁面A*和颗粒B,则接触点坐标为 颗粒B球心坐标为 接触点的法线为法线 的长度为L,法线 的单位向量为 这里ni表示法线 与坐标轴xi夹角的余弦;在接触点上选两个相互垂直的单位向量 和 有 和 这里si和ti分别为 和 对坐标轴xi夹角的余弦;由单位向量 和 建立局部坐标系。

3.根据权利要求2所述的一种介质阻挡放电处理尾气反应器中填充颗粒的模量计算方法,其特征在于:所述步骤2中,测试颗粒接触参数,对两个颗粒间的接触点以及颗粒与反应器壁面间的接触点进行法向受力和切向受力测试,在局部坐标系 和 的方向上,设测得接触力的分量分别为fn,fs和ft,接触点位移的分量分别为δn,δs和δt,设测得的接触点的法向刚度kn和切向刚度ks分别为kn=fn/δn,ks=fs/δs。

4.根据权利要求3所述的一种介质阻挡放电处理尾气反应器中填充颗粒的模量计算方法,其特征在于:所述步骤2中,测算接触点的法向刚度kn的方法为:将两个颗粒上下放置,下部颗粒固定,用压杆在上部颗粒顶点由上至下施加竖向力fn,压杆由电机驱动,在压杆横截面上安放压电陶瓷片,实时记录压电陶瓷片电压,由压电陶瓷受到的压力和电压的关系实时监测fn的大小,在两个颗粒上各画一个标记点,实时拍摄两个颗粒标记点的照片,通过比较不同时刻照片上两个颗粒标记点竖向距离的变化,得到法向位移δn,然后计算kn=fn/δn。

5.根据权利要求3所述的一种介质阻挡放电处理尾气反应器中填充颗粒的模量计算方法,其特征在于:所述步骤2中,测算接触点的切向刚度ks的方法为:将两个颗粒上下放置,下部颗粒用底板固定,用固定构件将两个颗粒在竖直方向预压紧,固定构件和上部颗粒固定连接,固定构件在水平方向和底板自由滑动,固定构件和底板在竖直方向限制住竖向相对位移,用压杆在上部颗粒侧边施加水平力fs,压杆由电机驱动,在压杆横截面上安放压电陶瓷片,实时记录压电陶瓷片电压,由压电陶瓷受到的压力和电压的关系实时监测fs的大小,在两个颗粒上各画一个标记点,实时拍摄两个颗粒标记点的照片,通过比较不同时刻照片上两个颗粒标记点水平方向投影的距离变化,得到无滑动状态时弹性变形产生的切向位移δs,然后计算ks=fs/δs。

6.根据权利要求3所述的一种介质阻挡放电处理尾气反应器中填充颗粒的模量计算方法,其特征在于:所述步骤3包括以下步骤:步骤3.1:设填充颗粒整体总体积为V,反应器内的颗粒总接触数为m,颗粒集合体的平均应力为σ11、σ22、σ33、σ12、σ23、σ31、σ21、σ32和σ13,这里σ11、σ22和σ33分别为坐标轴x1、x2和x3方向的平均正应力,这里σ12、σ23、σ31、σ21、σ32和σ13分别为平均剪应力;颗粒集合体的平均应变为ε11、ε22、ε33、ε12、ε23、ε31、ε21、ε32和ε13,这里ε11、ε22和ε33分别为坐标轴x1、x2和x3方向的平均正应变,ε12、ε23、ε31、ε21、ε32和ε13为平均剪应变,提取第α接触点上的法线的单位向量及垂直于 的单位向量和法线 的长度L(α),这里上标(α)表示第α个接触点,且1≤α≤m;

步骤3.2:计算矩阵[B], 计算矩阵[B]的逆矩阵[H],[H]=[B]-1;

步骤3.3:有如下应力应变关系:

7.根据权利要求6所述的一种介质阻挡放电处理尾气反应器中填充颗粒的模量计算方法,其特征在于:所述步骤4中,基于应力应变关系对应变求应力的偏导数,取其中的和 计算杨氏模量E和剪切模

量G: