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论述利用可控震源进行VSP的优越性

论述利用可控震源进行VSP的优越性
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论述利用可控震源在VSP观测上的优越性摘要:针对VSP技术的特点,通过分析VSP井中垂直地震剖面观测技术所需要的震源条件,讨论可控震源在生产上的可行性,对比可控震源与炸药震源激发所得到的地震剖面的质量对比,结合实例深入探讨了利用可控震源进行VSP观测的优越性,并从HSE角度说明可控震源的特点。说明了可控震源在VSP观测较普通炸药震源具有优越性。

关键词:VSP 可控震源普通炸药震源地震剖面质量

前言

垂直地震剖面法(简称VSP)是一种井中观测方法,它是早已广泛使用的地震测井(又称速度检验放炮)方法的变革和发展。垂直地震剖面在其发展过程中已经研制了专门的仪器系统,实验了成套的野外工作方法,并发展了解释的理论基础,所以它已远远超出地震测井原来的范围,而发展成为一套完整的、独立的、新的观测方法。利用VSP可以深入了解地震子波传播的某些基本特性,帮助了解反射和透射过程,从而反过来又可以改善地表地震资料关于构造、地层和岩性的解释。

VSP还在继续向前发展,其主要方面可能是:仪器设备将进一步改善;在复杂构造和岩性勘探及其他一些未知领域中将进一步发挥作用;VSP与地面地震和声测井等其他勘探方法将更好地结合并成为这种结合的纽带;VSP作为自然环境下地震波实验研究的手段将会不断的有所发现。

1、VSP原理及相关介绍

垂直地震剖面(VSP=Vertical Seismic Profiling)是一种地震勘探观测方法,与通常地面观测的地震剖面相对应的。

地面观测的地震剖面是在地表附近的一些点上激发地震波,同时在沿地面测线的一些检波点上进行观测。前者检波器放在地表,测线沿地面布臵,所以称为水平地震剖面;后者检波器放在井中,测线沿井孔垂向布臵,所以称为垂直地震剖面。

垂直地震剖面与水平地震剖面相比,最重要的一个特点是,在水平地震剖面中,因为检波器臵于地面,所以除沿地表传播的直达波和面波外,只能接受来自地下的上行波;在垂直地震剖面中,因为检波器通过井臵于地层内部,所以既能接收到自下而上传播的上行波,也能接收到自上而下传播的下行波。

图1 垂直地震剖面原理图

该方法的主要特点有:(1)接收点分布在介质内部;(2)可记录被研究对象的“单一”地震波;(3)干扰因素少;(4)可记录上行波和下

行波。这种垂直地震剖面有零井源距观测、非零井源距观测和斜井VSP 观测三种观测方法。VSP 几何观测如图1 所示。

垂直地震剖面的解释和应用主要有:(1)改善地面地震资料的解释;(2)可靠地识别地震反射层的地质层位;(3)利用VSP 资料,提高地面地震记录的分辨力;(4)利用VSP 资料提高横向分辨地质现象的能力;(5)利用VSP 探测真实的构造形态(6)利用VSP 资料研究岩性和储集层。

VSP的激发方式较多。几乎所有水平地震勘探的震源都可以用作VSP的震源。针对在进行VSP采集时,应该选用何种震源,我们做如下讨论研究。

1)垂直地震剖面法(VSP)对震源的要求

(1)V SP所用的震源最好与VSP井旁地面地震剖面所用的震源一致;

(2)V SP各次激发的震源子波应具有高度的一致性和重复性;(3)V SP的输出强度应当适中;

(4)激发频谱尽可能宽,以提高分辨率;

除此之外,激发的干扰波能量应该相对较小或者易于压制,激发的波形应与勘探的目的相一致等也都是选择震源时应该考虑的

原则。

2)垂直地震剖面常用的震源:

(1)炸药震源

优点:单次激发能量较强,可得到较强的体波输出振幅;频谱

较宽,高频成分比较丰富,分辨率高。

缺点:震源子波的重复性难以保证,多次激发的多道记录不好对比;野外操作比较复杂,费用大,不安全。

(2)可控震源(振动震源)

特点:

①重复性好,震源相关子波可认为是已知的;

②易于移动,可以方便和快速地在很多激发点位臵上工作。对

于多偏移距观测特别有利;

③信号频率范围可以调节,以满足特定的VSP记录所需要的分

辨率条件;

④通过改变震源车的大小或者震源车的数目,或者改变单个震

源车的输出驱动力,其输入能量的大小可按照最佳信噪比的

条件进行调节;

⑤当存在随机干扰时,通过相关可以分离扫描频率范围之外的

随机噪声,通过若干个扫描的迭加可以消除扫描频率范围外

的随机噪声(但是对于扫描频率内的相干噪声,不但不能消

除,反而会加强。

炸药震源在潜水位深、浅层卵砾石、沙石发育的浅层地震地质条件复杂区,施工极为困难,甚至不能施工。但可控震源以其特性克服了炸药震源的不足。

因此,根据VSP的基本原理,震源选择要求和适用条件以及各种震源的特点,我们认为在一些特定地质条件下,人工可控源在VSP勘

探中要比普通炸药震源更具有优越性。

2 、可控震源在实际生产中的可行性

图2试验点1与试验点2的频谱扫描图

为了能说明人工可控震源在实际生产中具有可行性,我们从东方地球物理勘探公司找到了某一区块,相邻两口井的VSP 测井实验资料(如图2)。在确定施工因素时,分别在对这两口井均采用普通炸药震源与人工可控震源,把这两口井命名为试验点1与试验点2。因为这两口井相距距离比较小(<300M )所以我们认为它们井下的地质概况基本一致,这样,就把可变量进行了简化。

通过以往的相关经验,我们的可控震源采用了台次4×2;驱动幅度75%。对两试验点的频谱扫描采用了扫描长度14s 扫描频率8-100Hz 。

在频谱图中,横坐标代表的是扫描时间,纵坐标代表的是人工可控震源激发波的频率(单位:Hz ),图中颜色代表人工可控震源激发波与普通炸药震源激发波振幅比的对数(单位:dB )。因为脉

冲波在地层中传播时,高频部分会很快衰减,所以低频部分的能量扫

对于地震勘探质量的好坏尤为重要。因此,我们对比的焦点是两种不同震源激发出的波的低频部分

由以上两个实验点的频谱扫描图我们可以看出,试验点1中,在频率12到30Hz的范围内,人工可控震源激发波与普通炸药震源激发波振幅比的对数基本为0;试验点2中,在频率23到30Hz的范围内,人工可控震源激发波与普通炸药震源激发波振幅比的对数基本为0。这也就是说,在这两个范围内人工可控震源激发波与普通炸药震源激发波的相关性较好。这表明在低频带范围内人工可控震源激发波与普通炸药震源激发波的能量基本一致。因此,可控震源激发出的波在低频部分与普通炸药震源相差无几。在这一点上,人工可控震源在实际生产中具有可行性。

为了进一步说明怎样的可控震源组合能够更好的满足施工要求,我们还得到了以下资料(如图3),在试验点1,保持线性升频,扫描长度14s,扫描频率8Hz-100Hz,出力75%激发参数不变的情况下,做了2×3、2×4、2×6、4×2、4×3、4×4震动台次试验。在试验点2,保持线性升频,扫描长度10s,扫描频率8Hz-100Hz,出力75%激发参数不变的情况下,做了2×4、2×6、4×2、4×4震动台次试验。从图4可见,4台震源比2台震源激发能量强,频率更宽。选择4台震源激发,4×2、4×3、4×4激发频谱区别不明显。

试验点1 试验点2

图3试验点1与试验点2不同振动台次的频谱扫描

从施工效率来说,正式进行生产开始,当天完成630炮,共用五天半的时间完成3D-VSP测井3926炮,最高炮数860炮/天。用了不到10个小时的时间完成了四个非零偏和一个零偏的常规测井任务(46炮),通过试验确定2×4施工因素,分两组震源分别完成了两个非零偏常规VSP测井;然后在另外两个非零偏生产的同时,一组震源往返零偏和非零偏之间,同时完成了两个非零偏和一个零偏的常规VSP测井,这样既减少了一次提、放电缆的时间,同时也保证了零偏和非零偏井下检波器在同一位臵,提高了施工效率。

综上,我们可以说,如果采用了适当的震源组合方式,人工可控震源是完全可以满足生产要求,并且可以提高施工效率。

3、可控震源与普通炸药震源激发所得到的地震数据的质量对比

1)从相位上的分析

在地震勘探中,为了能从干扰背景中辨别和检测出有效信号,要求增强有效波的能量。对于一个延续时间为Δt的地震脉冲信号S(t),它的能量表达式为(1)式:

Es= 21t t S 2

(t)dt (1)

增大有效波的能量(ES )有两个途径:一个用增加炸药量的办法来增加地震脉冲的振幅;二是延长地震脉冲的延续时间Δt ,但是信号延续时间过长又降低了分辨率。解决的办法就是利用相关分析理论提出的连续振动法(又称脉冲压缩记录法)。其实现途径为向地下输入延续时间很长的连续振动信号作为激发源,在地面接收反射回来的这种长持续时间的反射信号,然后与参考点的连续振动时间做相关,最后得到用相关函数表示的地震记录。这样做的结果,不仅可以提高有效波的能量,而且在相关过程中有效地压制了干扰,提高了信噪比。

炸药震源子波与可控震源子波的产生机制、记录方式以及波形形态都不一样。对炸药源来讲,产生的激发波延续时间很短,类似于冲击脉冲,而且无法人为地控制其准确的波形,也不能用某一固定时间函数关系式进行描述,故称为不可控震源或冲激震源。由于冲激震源激发波持续时间很短,远小于相邻界面的反射时差,因此相邻界面的反射波在原始记录上不会相互重叠,可以分辨出来。

而对于可控震源来讲,它的激发波持续时间很长,一般在8~16s ,远大于各界面间的反射时差,而且激发波形可由人为控制,以满足一固定的时间函数关系式,通常为一线性扫描信号:

(2)

(2)式中,?1和?2分别为扫描起始频率和终了频率;T 为扫描长度。

由于可控震源的激发波X(t)的持续时间T 远大于各界面的反射

时差,因此相邻界面反射波形在原始记录上互相重叠,以致无法分辨开来,但由于波形X(t)满足一个确定的函数关系式,所以可以将原始记录Y(t)与激发波形X(t)进行互相关,得到其相关记录Y1(t)。

可控震源和炸药震源子波相位存在较大差异。可控震源的源信号是扫描信号的自相关,理论证明,它本身就是一个零相位信号。而炸药震源为一个混合相位子波,在处理中更多地把它近似为最小相位。

图4是同一位臵激发,相同检波器接收记录的拼接。由图可见,两种震源资料不仅在频率方面存在差异,而且亦存在明显相位差异。这些相位差异不利于资料成像,须进行一致性处理。

图4 炸药震源和可控震源观测记录对比

2)人工可控震源与普通炸药震源数据闭合差的问题

可控震源的另一个重要和潜在的影响因素是其与其它脉冲(小相位)震源的闭合问题。在某种假设条件下,可以利用一些方法来解决两种震源资料的闭合问题,但实际上这一因素仍在不同程度地影响可控震源的有效应用(图5)。对于已进行了大量震源地震工作的我国,

一旦开始广泛应用可控震源,在解释工作中必然要面对这一问题。

图5可控震源与普通炸药震源叠加剖面存在闭合差

国际上针对可控震源与炸药震源闭合问题的处理技术主要有:零相位转换小相位的纯相位滤波技术,基于叠后或叠前数据的子波整形技术和分频补偿技术等。零相位转换小相位的纯相位滤波技术的基本原理是:假设没有近地表和大地吸收衰减及谐波畸变,通过两次最小平方计算求得纯相位滤波算子,对可控震源数据进行相位转换,得到小相位数据。显然,该方法是在理想假设条件下的零相位转换小相位的方法(图6),但当存在近地表和大地吸收衰减时,含吸收衰减的可控震源数据不再是零相位子波,而是混合相位子波(图7)。因此,对于含吸收衰减的实际可控震源数据仅进行简单的纯相位滤波是无法获得小相位的数据,最终的地震成像也无法解决可控地震剖面与脉冲震源剖面的闭合问题,在此条件下还会受到剩余相位的影响,无法获得好的反褶积结果。

a b

图 6纯相位滤波处理前(a)和处理后(b)的可控震源正演模拟结果

图7存在近地表和大地吸收衰减时的混合相位子波

为此,在实际常规处理中,通常采用子波整形处理技术来解决可控震源与炸药震源资料的闭合问题。子波整形处理技术的基本原理是:在叠前或叠后数据上选择相同的位臵和时窗求取最小平方整形滤波算子,然后通过滤波消除可控震源与炸药震源资料的闭合差。这类

算法的精度依赖于叠前或叠后数据的质量和信噪比,以及位臵和时窗

选择得合适与否。这种方法是解决两种不同相位震源数据之间闭合问题的一种近似方法,因此需要在叠后或叠前进行剩余子波处理,以获得较好的闭合效果。

通过以上讨论可知,在存在近地表和大地吸收衰减的情况下,采用常规方法解决可控震源与炸药震源的闭合问题还存在一定的不足。为此,凌云等(1994)提出了可控震源自适应地表一致性反褶积方法,在考虑近地表与大地吸收衰减的条件下,假设地震道的模型为x i ( t ) = { [ξi ( t ) * q i ( t )] * s( t ) + n i ( t ) } * s ( t ) (3)

式中:为反射系数序列;为吸收因子;为可控震源扫描信号;为噪声;为相关符号;为共炮点、共检波点或共炮检距道集中的道号。在可控震源数据上选择时窗,求取吸收衰减因子;然后对发射扫描信号和吸收衰减因子进行合成,形成接收扫描信号;通过发射扫描信号和接收扫描信号的互相关获得混合相位子波;最终通过子波反褶积获得相位转换后的小相位数据;图8给出了与图5 对应的最终叠加剖面。对比图8和图5不难看出,可控震源数据与炸药震源数据之间的闭合差较好地得到了消除。

图8 子波整形处理后的最终叠加剖面

4、应用实例分析

为更准确地评价可控震源和炸药震源的采集效果,对某盆地沙漠地区可控震源和炸药震源的试验数据进行了对比分析。图9为可控震源和炸药震源在2个相同位臵激发获得的单炮记录。

图9 炸药震源(a)和可控震源(b)的单炮记录

图10是经过叠前振幅补偿、相位转换、反褶积、静校正和叠加

等处理后的最终成像结果,图11为叠加剖面的频谱分析结果,从叠加剖面和频谱分析结果上均难判定哪种激发震源的采集效果更好。这说明可控震源与炸药震源之间并没有太大的差别,但利用可控震源进行数据采集需要更严格的监控,资料处理需要考虑相位和谐波畸变的问题。

对这个盆地另一个地区1991年采集的可控震源数据和2001年采集的炸药震源数据进行了非可重复性四维地震研究,虽然两种采集方式的观测系统不同,但经过处理上采用的一系列技术,仍较好地消除了两次观测之间的差异,获得了剩余油气信息。这表明处理技术存在较大的消除两种震源之间差异的能力。

图 10 炸药震源(a)和可控震源(b)的最终叠加剖面

图 11 炸药震源(a)和可控震源(b)的原始数据和最终叠加剖面的频谱分析结果

5、从HSE角度说明可控震源的优越性

1)安全环保

由于没有雷管和炸药,安全系数提高了;利用可控震源做为激发源本身就环保,没有炸药对环境的污染,没有井炮的井眼对地面的破坏。

2)施工效率高,成本低

如果井炮施工,就要上更多的钻机和水罐车,那么设备和人员就要占较大成本。若要换成可控震源施工,就只需要震源与辅助车辆,维护和操作人员,与井炮相比是高效率,低成本。但是非生产成本占据了一定比例,这包括震源运输费用和震源压地的青苗赔损费用。3)随机性、机动性强

在实际施工中,由于干扰、设备和技术等因素,补炮是不可避免

的,震源可以随时进行补炮;在建筑物十米以外震源可以生产,减少了空点;可以随时增加测井项目,不用提前打井。

6、分析时存在的问题和结论

根据以上分析,我们可以得出:尽管人工可控震源在VSP地震勘探的普及应用还面临着许多都待解决的技术问题,但是它已经在VSP 的各个方面显现出相对于普通炸药震源的巨大优越性。无论我们是从理论上分析还是结合生产实际深入探讨,都得出了人工可控震源在VSP勘探工作中要比普通炸药震源具有优越性。

在分析的过程中,因为作者的能力有限,对某些因素进行了简化处理,并且疏漏了对若干问题的讨论。

我们进行简化处理的因素有:1、地理因素的限制以及地下地质的概况的简单化处理。因为是垂直地震观测系统,所以我们采用了无论是对人工可控震源还是普通炸药震源都较为合适的简化的地理模型。但实际上,在南方水网,沼泽还有不适合车辆行驶的地区以及具有强烈近地表吸收衰减移动的沙丘上并不适合采用人工可控震源。2、地下地质概况也在一定程度上限制了人工可控震源的使用,在本文中,我们简化了地下地质的概况,我们所采用的模型是简单的水平砂泥岩剖面,去掉了如裂缝,倾角,盐丘等复杂的地质因素。3、在讨论震源组合的时候,把人工震源的工作状态进行了统一定的处理,所有车辆均设定为75%的振幅驱动,但是在实际中,情况并不都是这样。

除以上几点做了简化之外,我们还疏漏了一些问题:1、初至波的拾取问题,近地表静校正是地震勘探数据处理的一个十分重要的环

节,折射波静校正是静校正的主要方法之一,初至拾取的精度和工作量直接影响到折射波静校正的效果和效率。由于我们把近地表吸收衰减的地理因素进行了简化,因此这个问题在本文中不予讨论。2、对人工可控震源质量监控的重要性分析,在查阅了一定的国内外人工可控震源的分析文献后,我们了解到可控震源野外施工质量监控的要求是很高的,其原因是可控震源是机械设备,很容易出故障;另外,可控震源与空间非均匀地面耦合易产生谐波畸变。监控内容大致包括驱动振幅、平板状态、加速度信息、速度信息、相位变化以及全球定位系统(GPS)监控信息等。在本文中,我们也因为采取了简化变量的方法而忽略了这些因素的影响,如果要详细讨论这些因素,还需要结合处理与解释工作进行深入研究。3、对于人工可控震源的高密度、宽方位化的研究。由于近年来的迅速发展,人工可控震源进入了高密度、宽方位、数字化的发展,陆上地震勘探,特别是VSP勘探也适合宽方位的多道观测方式,但由于我们的能力有限以及所查找文献的有限,因此这一个问题也未被列入本文的讨论范围。

结束语

利用可控震源人工激发地震波,是进行地震勘探的一种重要方法。这种勘探方法最早出现的时间可以上溯到上个世纪50年代,当时在美国的一些石油公司最初开始出现以连续振动为特征的非爆炸地面震源的可控震源雏形,由此开创了可控震源技术应用于地震勘探之先河。可控震源技术在其50多年的发展历程中,不断吸取现代科学技术的研究成果并应用于可控震源设备制造和可控震源勘探技术之中。

VSP技术是一种比较新的地震勘探方式,其微观性,详细性是普通地震勘探所无法比拟的。这两者的结合是物探技术发展的必然产物。利用人工可控震源,不仅可以克服VSP勘探井场时间长,开支费用大等缺点,又因为其产生的波所具有的特性,为VSP资料处理提供了更好的选择。本文采用了地质学,勘探原理,波动学等的研究方法,再结合前人的研究成果,探讨了在VSP地震勘探上,人工可控震源相对于普通炸药震源的优越性。但因为作者水平有限,收集资料较少的原因,本文难免有疏漏与错误之处,希望广大读者以及从事此方面的专业人士提供批评与指正。

参考文献

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随机信号分析习题

随机信号分析习题一 1. 设函数???≤>-=-0 , 0 ,1)(x x e x F x ,试证明)(x F 是某个随机变量ξ的分布函数。并求下列 概率:)1(<ξP ,)21(≤≤ξP 。 2. 设),(Y X 的联合密度函数为 (), 0, 0 (,)0 , other x y XY e x y f x y -+?≥≥=? ?, 求{}10,10<<<

8. 两个随机变量1X ,2X ,已知其联合概率密度为12(,)f x x ,求12X X +的概率密度? 9. 设X 是零均值,单位方差的高斯随机变量,()y g x =如图,求()y g x =的概率密度 ()Y f y \ 10. 设随机变量W 和Z 是另两个随机变量X 和Y 的函数 22 2 W X Y Z X ?=+?=? 设X ,Y 是相互独立的高斯变量。求随机变量W 和Z 的联合概率密度函数。 11. 设随机变量W 和Z 是另两个随机变量X 和Y 的函数 2() W X Y Z X Y =+?? =+? 已知(,)XY f x y ,求联合概率密度函数(,)WZ f z ω。 12. 设随机变量X 为均匀分布,其概率密度1 ,()0X a x b f x b a ?≤≤? =-???, 其它 (1)求X 的特征函数,()X ?ω。 (2)由()X ?ω,求[]E X 。 13. 用特征函数方法求两个数学期望为0,方差为1,互相独立的高斯随机变量1X 和2X 之和的概率密度。 14. 证明若n X 依均方收敛,即 l.i.m n n X X →∞ =,则n X 必依概率收敛于X 。 15. 设{}n X 和{}n Y (1,2,)n = 为两个二阶矩实随机变量序列,X 和Y 为两个二阶矩实随机变量。若l.i.m n n X X →∞ =,l.i.m n n Y Y →∞ =,求证lim {}{}m n m n E X X E XY →∞→∞ =。

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一、设计题目及原始数据(任务书) 1、生产能力:17×104吨/年煤油 # 2、设备形式:列管式换热器 3、设计条件: 煤油:入口温度140o C,出口温度40 o C 冷却介质:自来水,入口温度30o C,出口温度40 o C 允许压强降:不大于105Pa 每年按330天计,每天24小时连续运行 二、设计要求 1、选择适宜的列管式换热器并进行核算 【 2、要进行工艺计算 3、要进行主体设备的设计(主要设备尺寸、横算结果等) 4、编写设计任务书 5、进行设备结构图的绘制(用420*594图纸绘制装置图一张:一主视图,一俯视图。一剖面图,两个局部放大图。设备技术要求、主要参数、接管表、部件明细表、标题栏。) 三、列环式换热器形式及特点的简述 换热器概述

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机械原理课程设计剪板机设计说明书 文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)

机械原理课程设计说明书设计题目剪板机 成员 指导教师 2014年7月18日

前言 一.原始数据及设计要求 设计一剪板机械,主要功能是能将卷料展开并剪成一定长度的铁板,即将板料作定长度的间歇送进,在板料短暂的停歇时间内,剪刀在一定位置上将铁板剪断。设计要求:原材料为成卷的板料。每次输送铁板长度为2000mm;每次输送铁板到达规定长度后,铁板稍停,以待剪板机构将其剪断。剪断工艺所需时间约为铁板输送周期的十五分之一,铁板停歇时间不超过剪断工艺时间的倍,;输送机构运转应平稳,振动和冲击应尽量小。 剪板频率为30次/分钟。 二.项目组成员及分工 目录 一.选题意义 (1)

二.原理分析 (2) 三.设计方案及选择 (3) 设计方案分析 (3) 设计方案选择 (3) (3) (5) 四.选用机构的尺寸设计 (7) 机构自由度计算 (7) 间歇传动轮系的直径与转速的确定 (7) (7) (7) 剪断传动机构的尺寸确定 (9) (9) (10) 五.选定机构的运动分析 (14) 位移分析 (14) 速度分析 (14)

加速度分析 (16) 机构运动循环 图 (18) 六.心得体会 (19) 七.参考文献 (22) 八.附录 (23)

一.选题意义 剪板机常用来剪裁直线边缘的板料毛坯。剪切能保证被剪板料剪切表面的直线性和平行度要求,并减少板材扭曲,以获得高质量的工件。板金行业的下料剪切工具,广泛适用于机械工业,治金工业,等各种机械行业,主要作用就是用于金属剪切在使用金属板材较多的工业部门,都需要根据尺寸要求对板材进行切断加工,所以剪板机就成为各工业部门使用最为广泛的板料剪断设备。 二.原理分析 剪板机分为送料机构,剪断机构,卸料机构三个部分,由一台电动机为机器提供动力。送料机构可以应用两个夹紧的皮带轮将卷状的板料加为直板。而剪断机构可以利用齿轮传动与杆件的联合传动带动刀具剪切钢板,并通过齿轮的变传动比使刀具达到规定的剪切频率。卸料机构则只需要皮带轮将剪切完成的铁板送之规定地点即可。 三.设计方案与选择 设计方案分析 铁板作间歇送进的机构方案设计,可从下述两个方面考虑机构的选择: ⑴、如何夹持和输送铁板,并使停歇时保持铁板的待剪位

化工原理课程设计说明书-板式精馏塔设计

前言 化工生产中所处理的原料,中间产物,粗产品几乎都是由若干组分组成的混合物,而且其中大部分都是均相物质。生产中为了满足储存,运输,加工和使用的需求,时常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。 精馏是分离液体混合物最常用的一种单元操作,在化工,炼油,石油化工等工业得到广泛应用。精馏过程在能量计的驱动下,使气,液两相多次直接接触和分离,利用液相混合物中各相分挥发度的不同,使挥发组分由液相向气相转移,难挥发组分由气相向液相转移。实现原料混合物中各组成分离该过程是同时进行传质传热的过程。本次设计任务为设计一定处理量的分离四氯化碳和二硫化碳混合物精馏塔。 板式精馏塔也是很早出现的一种板式塔,20世纪50年代起对板式精馏塔进行了大量工业规模的研究,逐步掌握了筛板塔的性能,并形成了较完善的设计方法。与泡罩塔相比,板式精馏塔具有下列优点:生产能力(2 0%——40%)塔板效率(10%——50%)而且结构简单,塔盘造价减少40%左右,安装,维修都较容易。 化工原理课程设计是培养学生化工设计能力的重要教学环节,通过课程设计使我们初步掌握化工设计的基础知识、设计原则及方法;学会各种手册的使用方法及物理性质、化学性质的查找方法和技巧;掌握各种结果的校核,能画出工艺流程、塔板结构等图形。在设计过程中不仅要考虑理论上的可行性,还要考虑生产上的安全性、经济合理性。 在设计过程中应考虑到设计的业精馏塔具有较大的生产能力满足工艺要求,另外还要有一定的潜力。节省能源,综合利用余热。经济合理,冷却水进出口温度的高低,一方面影响到冷却水用量。另一方面影响到所需传热面积的大小。即对操作费用和设备费用均有影响,因此设计是否合理的利用热能R等直接关系到生产过程的经济问题。 本课程设计的主要内容是过程的物料衡算,工艺计算,结构设计和校核。 【精馏塔设计任务书】 一设计题目 精馏塔及其主要附属设备设计 二工艺条件

可控震源原理及说明

可控震源工作原理 张宏乐 一.概论 1.引言 利用可控震源人工激发地震波,是进行地震勘探的一种重要方法。这种勘探方法最早出现的时间可以上溯到上个世纪50年代,当时在美国的一些石油公司最初开始出现以连续振动为特征的非爆炸地面震源的可控震源雏形,由此开创了可控震源技术应用于地震勘探之先河。随着国外可控震源技术的日趋成熟,到了上个世纪70年代中期,我国开始引进国外可控震源设备和技术以应用于国内地震勘探。与此同时,在吸收消化国外先进技术的基础上,开始着手依靠国内技术力量和设备,自行开发研制KZ系列国产可控震源。 由于可控震源所产生的信号频谱和基本特性可以人为控制,可以在设计震源扫描信号时避开某些干扰频率,还能对地层对地震信号的吸收作用进行补偿,这是其它人工地面震源和炸药震源难于做到的,所以利用可控震源进行地震勘探可以得到反射能量足够,信噪比和信号分辨率能够满足地质勘探需要的资料,因此在过去的几十年中可控震源技术在国内外都得到了较快发展,无论从震源的机械液压系统和电控系统技术发展水平,还是震源野外施工方法和震源资料处理技术都已逐渐提高和日臻完善。近些年来,为了提高地震资料的信噪比和分辨能力,国内和国外生产厂家竞相利用现代科学技术的一些最新研究成果应用于可控震源的研究,设计和开发,已生产出最大静态推力近30吨的﹑可以适应更加广泛地震勘探目的﹑可在多种地面道路行驶的宽频大吨位可控震源,出现了可以灵活控制震源传入大地地面力幅度和地面力控制方式﹑以数字自适应控制技术为基础的﹑可自动进行可控震源系统识别、安装,并能对震源实施实时的质量控制技术的电控系统,从而扩大了可控震源应用领域,促使可控震源技术得以广泛应用于国内外地震勘探施工,成为了一种重要的地震勘探设备。 2.可控震源与炸药震源信号特征的区别 图1 可控震源信号与炸药震源信号特点比较 炸药震源和一些用于地震勘探的地面震源,如落重震源、电火花震源和陆地气枪震源等非爆炸地面震源所产生的地震信号一样,都是作用时间很短,信号振幅能量高度集中的脉冲信号,它们都属于脉冲震源。而可控震源所产生的信号则是作用时间较长﹑且为均衡振幅的连续扫描

随机信号分析题目及答案

1. (10分)随机变量12,X X 彼此独立,且特征函数分别为12(),()v v φφ,求下列随机变量的特征函数: (1) 122X X X =+ (2)12536X X X =++ 解:(1) ()121222()jv X X jvX jv X jvX X v E e E e E e e φ+??????===??????? (2) ()1212536536()jv X X jv X jv X jv X v E e E e e e φ++????==?????? 2. (10分)取值()1,1-+,概率[0.4,0.6]的独立()半随机二进制传输信号()X t ,时隙长度为T ,问: (1) 信号的均值函数()E X t ????; (2) 信号的自相关函数(),X R t t τ+; (3) 信号的一维概率密度函数();X f x t 。 解:(1)()10.410.60.2E X t =-?+?=???? (2) 当,t t τ+在同一个时隙时: 当,t t τ+不在同一个时隙时:

(3)()()();0.610.41X f x t x x δδ=-++ 3. (10分)随机信号0()sin()X t t ω=+Θ,()()0cos Y t t ω=+Θ,其中0 ω为常数,Θ为在[]-,ππ上均匀分布的随机变量。 (1) 试判断()X t 和()Y t 在同一时刻和不同时刻的独立性、相关性及正交性; (2) 试判断()X t 和()Y t 是否联合广义平稳。 解: (1) 由于X (t )和Y(t )包含同一随机变量θ, 因此非独立。 根据题意有12f ()θπ=。 []001sin()02E[X(t )]E t sin(w t )d π πωθθπ -=+Θ= +=?, 由于0XY XY R (t,t )C (t,t )==,X (t )和Y(t )在同一时刻正交、线性无关。 除()012w t t k π-=±外的其他不同时刻12120XY XY R (t ,t )C (t ,t )=≠,所以1X (t )和2Y(t )非正交且线性相关。

化工原理课程设计说明书

目录 目录 (1) 第一章绪论 (3) 1.1 精馏操作 (3) 1.2 精馏塔操作原理 (3) 1.3 精馏设备 (3) 第二章设计方案的确定 (5) 2.1精馏塔塔形介绍 (5) 2.1.1 筛板塔 (5) 2.1.2 浮阀塔 (5) 2.1.3 填料塔 (5) 2.2 精馏塔的选择 (5) 2.3 操作压力的确定 (6) 2.4 进料热状况的确定 (6) 2.5 精馏塔加热和冷却介质的确定 (6) 2.6 自动控制方案的确定 (7) 2.7 工艺流程说明 (8) 2.8 设计任务 (8) 第三章精馏塔工艺设计 (9) 3.1 全塔物料衡算 (9) 3.1.1 料液及塔顶、底产品中环己烷的摩尔分率 (9) 3.1.2 平均摩尔质量 (9) 3.1.2 料液及塔顶底产品的摩尔流率 (9) 3.2 绘制t-x-y图 (9) 3.3 理论塔板数和实际塔板数的确定 (10) 3.3.1理论塔板数的确定 (10) 3.3.2 实际塔板数的确定 (11) 3.4 浮阀塔物性数据计算 (12) 3.4.1 操作压力 (12) 3.4.2 操作温度 (12) 3.4.3 平均摩尔质量 (13)

3.4.4 平均密度 (13) 3.4.5 平均粘度 (14) 3.4.6 平均表面张力 (14) 3.5 浮阀塔的汽液负荷计算 (15) 3.5.1 精馏段的汽液负荷计算 (15) 3.5.2提馏段的汽液负荷计算 (15) 第四章塔的设计计算 (16) 4.1 塔和塔板主要工艺结构尺寸的计算 (16) 4.1.1塔径的设计计算 (16) 4.1.2塔板工艺结构尺寸的设计与计算 (16)

机械原理设计说明书-垫圈的

机械原理课程设计说明书题目:垫圈内径检测装置 设计人: 学号: 班级:

目录 一、设计题目及设计要求 (3) 二、题目分析 (4) 三、机构设计、尺寸设计及其计算 (5) 3.1 推料机构(其中有平面连杆机构和齿轮系的设 计) (6) 3.2控制止动销的止动机构(其中有平面连杆机构,凸轮机构, 齿轮系的设计) (7) 3.3压杆升降机构的设计(其中有平面连杆机构,凸轮机构,齿轮系的设计) (9) 四、运动方案简介 (13) 4.1 垫圈内径检测装置的传动系统及其传动比分配的确 定 (13) 4.2 机构运动方案简图和运动循环图 (14) 4.3 从动件运动规律线图及凸轮轮廓线图 (14) 五、系统评价 (14) 六、设计小结 (15) 七、参考书目 (16)

一、设计题目及设计要求 设计垫圈内径检测装置,检测钢制垫圈内径是否在公差允许范围内。被检测的工件由推料机构送入后沿一条倾斜的进给滑道连续进给,直到最前边的工件被止动机构控制的止动销挡住而停止。然后,升降机构使装有微动开关的压杆探头下落,检测探头进入工件的内孔。此时,止动销离开进给滑道,以便让工件浮动。 检测的工件过程如图1所示。当所测工件的内径尺寸符合公差要求时(图1a),微动开关的触头进入压杆的环行槽,微动开关断开,发出信号给控制系统,在压杆离开工件后,把工件送入合格品槽。如工件内径尺寸小于合格的最小直径时(图1b),压杆的探头进入内孔深度不够,微动开关闭合,发出信号给控制系统,使工件进入废品槽。如工件内径尺寸大于允许的最大直径时(图1c),微动开关仍闭合,控制系统将工件送入另一废品槽。

化工原理课程设计

《化工原理》课程设计报告精馏塔设计 学院 专业 班级 学号 姓名 指导教师

目录 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计任务 (3) 一.设计题目 (3) 二.操作条件 (3) 三.塔设备型式 (3) 四.工作日 (3) 五.厂址 (3) 六.设计内容 (3) 设计方案 (4) 一.工艺流程 (4) 二.操作压力 (4) 三.进料热状态 (4) 四.加热方式 (4) 精馏塔工艺计算书 (5) 一.全塔的物料衡算 (5) 二.理论塔板数的确定 (5) 三.实际塔板数的确定 (7) 四.精馏塔工艺条件及相关物性数据的计算 (8) 五.塔体工艺尺寸设计 (10) 六.塔板工艺尺寸设计 (12) 七.塔板流体力学检验 (14) 八.塔板负荷性能图 (17) 九.接管尺寸计算 (19) 十.附属设备计算 (21) 设计结果一览表 (24) 设计总结 (26) 参考文献 (26)

苯-氯苯精馏塔的工艺设计 苯-氯苯分离过程精馏塔设计任务 一.设计题目 设计一座苯-氯苯连续精馏塔,要求年产纯度为%的氯苯140000t,塔顶馏出液中含氯苯不高于%。原料液中含氯苯为22%(以上均为质量%)。 二.操作条件 1.塔顶压强自选; 2.进料热状况自选; 3.回流比自选; 4.塔底加热蒸汽压强自选; 5.单板压降不大于; 三.塔板类型 板式塔或填料塔。 四.工作日 每年300天,每天24小时连续运行。 五.厂址 厂址为天津地区。 六.设计内容 1.设计方案的确定及流程说明 2. 精馏塔的物料衡算; 3.塔板数的确定; 4.精馏塔的工艺条件及有关物性数据的计算; 5.精馏塔主要工艺尺寸;

机械原理设计说明书

课程设计说明书 设计题目:工件间歇输送机构 专业:机械设计制造及其自动化 班级: 设计人: 指导老师: 2011 年 7 月 6 日 课程设计说明书 学院专业班级

一、课程设计题目:工件间歇输送机构 二、课程设计主要参考资料 [1] 课程设计指导书 [2] 安子军机械原理[M].7版. 国防工业,2009 [5] 成大先. 机械设计手册[M].化学工业 2010 三、课程设计应解决主要问题 (1)通过机构设计满足间歇输送工件的运动要求 (2)优化结构设计,提高可行性以及机构工作的稳定性 四、成员分工 方案一: 方案二: 方案三: 四、课程设计相关附件(如:图纸、软件等) (1)A2构件图 (2)课程设计说明书一份 (3)方案构件图三份 3D仿真图三

目录 1 课程设计任务 (3) 1.1设计题目 (3) 1.2设计要求 (3) 2机械系统运动功能系统图 (4) 2.1机器的功能和设计要求 (4) 2.2工作原理和工艺动作分解 (4) 2.3根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图 4 2.4 机构选型 5 2.5机械运动方案的选择和判定 5 3系统方案拟定与比较 (4) 3.1方案一 (5) 3.2方案二 (8) 3.3方案三 (13) 3.4方案比较 (16) 3.5方案选择 17 4心得 17

1 课程设计任务 1.1设计题目 工件间歇输送机构 1.2设计要求 输送机主要由动力机构、间歇机构、传动机构组成。如图一所示,电动机输入动力,带动传动机构,通过间歇机构实现工件的间歇输送。 图1 间歇输送机构工作示意图

2机械系统运动功能系统图 2.1机器的功能和设计要求 由于机器加工的与产品的流水线效率的需要,间歇式传动显得必不可少!本设计旨在针对需间歇式传动的机构而设计的步长为840mm的各种方案,为其他机械提供基础。 设计要求:步长为840mm的间歇式传动 2.2工作原理和工艺动作分解 若需完成840mm间歇式传动,必须要经过的三个步骤 1. 四级电动机n=1500r|min的输出机构 2. 将高转速的电机速度通过合理的减速机构,使之达到需求的转速 3. 低转速的输出机构,并使物体能够840mm间歇式移动 2.3根据工艺动作顺序和协调要求拟定运动循环图

随机信号分析-题目及答案

1. (10分)随机变量12,X X 彼此独立,且特征函数分别为12(),()v v φφ,求下列随机变量的特征函数: (1) 122X X X =+ (2)12536X X X =++ 解:(1)() 121222()jv X X jvX jv X jvX X v E e E e E e e φ+???? ??===?????? ? 12 21212()(2)jvX jv X X X E e E e v v φφ????=????和独立 (2)() 1212536536()jv X X jv X jv X jv X v E e E e e e φ++???? ==????? ? 12536 12jv X jv X jv X X E e E e E e ?????? ??????和独立 6 12(5)(3)jv e v v φφ= 2. (10分)取值()1,1-+,概率[0.4,0.6]的独立()半随机二进制传输信号()X t ,时隙长度为T ,问: (1) 信号的均值函数()E X t ????; (2) 信号的自相关函数(),X R t t τ+; (3) 信号的一维概率密度函数();X f x t 。 解:(1)()10.410.60.2E X t =-?+?=???? (2) 当,t t τ+在同一个时隙时: []222(,)()()[()]10.6(1)0.41X R t t E X t X t E X t ττ+=+==?+-?= 当,t t τ+不在同一个时隙时: [][][](,)()()()()0.20.20.04 X R t t E X t X t E X t E X t τττ+=+=+=?= (3)()()();0.610.41X f x t x x δδ=-++ 3. (10分)随机信号0()sin()X t t ω=+Θ,()()0cos Y t t ω=+Θ,其中0 ω为常数,Θ为在[]-,ππ上均匀分布的随机变量。

化工原理课程设计说明书

化工原理课程设计 题目:列管式换热器 《 学生姓名:王梦萍 指导老师:赖万东 学院:轻工与食品学院 班级:2011级食品科学与工程 学生学号: 1102 — 时间: 2014年7月

目录 第一章设计任务书 (4) — 一、设计项目 (4) 二、任务(具体要求)及步骤: (4) 三、作业份量: (5) 第二章确定设计方案 (6) 一、选择换热器的类型 (6) 二、流动方向及流速的确定 (6) 三、安装方式 (6) 第三章设计条件及主要物性参数 (7) 、 一、设计条件 (7) 二、确定主要物性数据 (7) 第四章传热过程工艺计算 (9) 一、估算传热面积 (9) 二、主体构件的工艺结构尺寸 (10) 三、换热器主要传热参数核算 (12) 第五章机械结构设计 (17) 一、壳体、管箱壳体及封头 (17) . 二、管板 (19) 三、拉杆 (22)

四、换热管 (23) 五、分程隔板 (24) 六、折流板 (25) 七、管箱 (27) 第七章附属设备选型 (29) 一、接管及其法兰 (29) ? 二、排气、排液管 (32) 三、支座设计 (32) 第八章设计计算结果汇总表 (37) 第九章参考资料 (38) & ) .

& 第一章设计任务书 " 某工厂需设计一换热器,将乙炔气体冷却至一定温度,冷却剂用浓度为25%(质量)CaCl2盐水。设计的基础数据如下: (1)乙炔气体 处理量 5500 m3/h,初温 31 ℃ 终温 11 ℃操作压强 16 kgf/cm2(绝压) (2)25% CaCl2盐水 初温: -11 ℃;终温: -5 ℃ 一、设计项目 / 1 确定设计方案;换热器型式,流体流向的选择,换热器的安装方式等。 2 换热器的工艺计算和强度计算,附属设备选型。 3 绘制乙炔气冷却过程工艺流程图,换热器装配图。 4 编写设计说明书。 设计要求在规定时间内独立完成,设计方案合理,论述清楚,计算正确,制图无误,答辩流利正确。 二、任务(具体要求)及步骤: (一)工艺设计 "

机械手机械原理课程设计说明书

(2)水平面内转30度,手臂自转90度,前进50mm。

机械手的夹持器还有夹紧和放松动作; 机械手工作频率:20/min; 升降 0.3kw,摆动 0.1kw,伸缩 0.1kw,夹持 0.2kw。2执行机构的选择与比较 §2-1 转角机构(实现平面转角0 30功能) 方案一 实现平面转角0 30的过程:电机带动不完全 齿轮运动,不完全齿轮带动全齿轮运动,与全 齿轮固结的四杆机构,使滚子在预先设计好形 状的槽内运动,左右运动的极限位置恰好是30 度。 机构评价: 优点:因为槽的形状固定,所以能保证在一个 行程内,机构的平面转角就是30度。 不完全齿轮的使用,为机械手在抓放物 体时留下了工作时间。 缺点:由于四杆机构的运动被槽限制住,最短杆 无法做周转运动,导致机构的回程要求齿 轮的翻转,必须在前面加入变速箱改变速 度方向。 方案二 实现平面转角0 30的过程:皮带轮传动给蜗 轮蜗杆从而使不完全齿轮,有间歇地带动完全齿 轮转动,齿轮通过杆拉动齿条,由齿轮来回往复 地带动固接杆转动0 30 机构评价: 优点:同样具有结构简单,传力较小运 动灵活,造价低准确地实现转角0 30的 要求,可以控制间歇实现循环功能。 缺点:磨损较严重,效率较低,齿轮尺 寸过大加工难。 方案三 30的过程:使用槽 实现平面转角0 轮实现平面转角30度,只要计算好槽轮 的槽数,就能在主动圆盘转360度时, 使从动轮转30度。机构评价: 优点:结构简单,外形尺寸小,机械效

率高,并能平稳的间歇地进行转位。 缺点:传动存在柔性冲击,且是单向的间歇运动,同样要求变速箱改变运动方向。 方案的选择与比较: 只有第二个方案能较好的实现对传动系统的功能要求在平面转动上能准确地控制在30度,制造简单方便。 §2-2 上升机构(实现上升100功能要求) 方案一 实现上升的过程:皮带轮传动,使蜗杆带动蜗轮,蜗轮和齿条配合。通过控 制蜗杆的半径,使转动一周后,使齿条上升100. 机构评价: 优点:蜗杆的轮齿是连续的螺旋尺,故传动平 稳,啮合冲击小。 缺点:啮合齿轮间的相对滑动速度较大,摩擦 磨损较大,传动效率较低,易出现发热 现象,常用耐磨材料制作,成本高。 方案二 实现上升的过程:皮带轮传动给蜗轮蜗杆 从而使凸轮转动,凸轮通过顶杆推动滑块滑 动,从而使工作杆上升100mm。 机构评价: 优点:结构简单,传力较小,凸轮不用太大就 可以达到所需要的高度。 缺点:效率过低,滑块容易磨损且一旦磨断严重影响上升高度,寿命不高。

可控震源滑动扫描工作原理及应用

可控震源滑动扫描工作原理及应用 【摘要】可控震源的滑动扫描方式基本原理是采用多组可控震源实现无等待扫描激发工作,即一组震源在扫描过程尚未完全结束时,另外一组震源已经开始扫描了,单位时间内平均每次数据采集的时间极大地缩短了,施工效率得到显著地提高。本文简单介绍了滑动扫描信号分离的基本原理,主要参数的设计及应用。 【关键词】可控震源;滑动扫;相关处理;数据分离 1、滑动扫描的技术原理 ⑴基本原理 滑动扫描方式是一种高效、高质的适用于大道数生产可控震源采集方式。与常规交替扫描相比,滑动扫描的一组震源在开始扫描时,不必等待另外一组震源扫描过程是否完全结束,这样相邻两组震源会出现一段时间上的重叠,缩短了两组震源的工作时间,有效提高了生产效率。相邻的两组震源之间的震动时间间隔称之为滑动时间,一般来说滑动时间不能小于听时间,虽然相邻两组震源在扫描时间上有一定量的重叠,但是它们在这个时间段各自震动的频率是不同的,这样根据各组震源的TB值进行相关处理就可以有效分离出各组震源的震动数据,得出各自的单炮记录。激发流程图如图1。 由于滑动扫描各组的震动是存在相互重叠的,所以数据记录是连续的,从滑动扫描第一次震动开始到最后一次结束,数据记录包含各次扫描的TB值和相对应时间内各次扫描的信号频率信息和辅助道信息。一次滑动结束后,仪器会根据各自扫描时段内的TB值和其他信息进行数据的裁剪、相关,最后分离出单炮记录。如图2所示。 图2为2组震源工作信号的相关过程:最上面的记录为2组震源的原始合成记录;TB(n)为各组震源的TB值;中间的四张记录是根据tb值剪切的各组震源的记录;Pilot(n)为各组震源对应扫描时间内的扫描频率信号;R(n)是从原始连续数据中通过裁剪、相关处理后的到的各组震源记录,即单炮记录。 2、震源参数设计 ①滑动扫描的滑动时间(扫描连续启动最小间隔时间)不能小于听时间,尽管没有最大时间,但是,滑动时间越短,生产效率就越高。 ②在滑动扫描方式下,扫描信号本身并没有重叠在一起,但是谐波干扰已经影响到其它的记录了。一般通过采用0°-180°变相为扫描的方式降低二次谐波干扰的影响。 ③施工过程中可以根据施工参数的设计和地表情况等因素来选择适用几组

随机信号分析答案(赵淑清版)2

第二次作业:练习一之4、5、6、7题 1.4 随机变量X 在[α,β]上均匀分布,求它的数学期望和方差。 解:因X 在[α,β]上均匀分布 ??? ??β≤≤αα -β=其他 下0 1)(x f ?? β α ∞ ∞ β+α= α -β= = 2d d )(]E[-x x x x xf X )2(3 1d d )(]E[2 2 2 -2 2 β+β+α= α -β= = ?? β α ∞ ∞ x x x x f x X 2 2 2 -2 )(12 1]) X [E (]X [E d )(])X [E (]D[α-β= -=-= ?∞ ∞ x x f x X 1.5 设随机变量X 的概率密度为 ?? ?<≤=其他 1 01 )(x x f X ,求Y =5X +1的概率密度函 数。 解:反函数X = h (y ) = (Y -1)/5 h ′(y ) = 1/5 1≤y ≤6 f Y (y ) = f X (h (y ))|h ′(y )∣= 1 ×1/5 = 1/5 于是有 ?? ?≤≤=其他 615 /1)(y y f Y 1.6 设随机变量]b ,a [,,,21在n X X X ???上均匀分布,且互相独立。若∑== n 1 i i X Y ,求 (1)n=2时,随机变量Y 的概率密度。 (2)n=3时,随机变量Y 的概率密度。 解:n i b x a a b x f i i ,,2,101)(???=??? ? ?? ?≤≤-=其它 n=2时,)()()(2 1 y f y f y f X X Y *= 111)()()(21dx x y f x f y f X X Y ? ∞ ∞ --= ?-? -= b a dx a b a b 111 a b -= 1

化工原理课程设计报告说明书(附流程图和设计图)

徐州工程学院化工原理课程设计说明书 设计题目水吸收氨过程填料吸收塔设计学生姓名 指导老师 学院 专业班级 学号 完成时间

目录 第一节前言 (3) 1.1 填料塔的设计任务及步骤 (3) 1.2 填料塔设计条件及操作条件 (3) 第二节填料塔主体设计方案的确定 (3) 2.1 装置流程的确定 (3) 2.2 吸收剂的选择 (3) 2.3填料的类型与选择 (3) 2.3.1 填料种类的选择 (4) 2.3.2 填料规格的选择 (4) 2.3.3 填料材质的选择 (4) 2.4 基础物性数据 (4) 2.4.1 液相物性数据 (4) 2.4.2 气相物性数据 (5) 2.4.3 物料横算 (5) 第三节填料塔工艺尺寸的计算 (6) 3.1 塔径的计算 (7) 3.2 填料层高度的计算及分段 (7) 3.2.1 传质单元数的计算 (7) 3.2.2 填料层的分段 (8) 3.3 填料层压降的计算 (9) 第四节填料塔内件的类型及设计 (10) 4.1 塔内件类型 (10) 4.2 塔内件的设计 (10) 注:1填料塔设计结果一览表 (10) 2 填料塔设计数据一览 (11) 3 参考文献 (12) 附件一:塔设备流程图 (12) 附件二:塔设备设计图 (13)

第一节前言 1.1填料塔的设计任务及步骤 设计任务:用水吸收空气中混有的氨气。 设计步骤:(1)根据设计任务和工艺要求,确定设计方案; (2)针对物系及分离要求,选择适宜填料; (3)确定塔径、填料层高度等工艺尺寸(考虑喷淋密度); (4)计算塔高、及填料层的压降; (5)塔内件设计。 1.2填料塔设计条件及操作条件 1. 气体混合物成分:空气和氨 2. 空气中氨的含量: 5.0%(体积分数),要求塔顶排放气体中含氨低于0.02%;) 3. 混合气体流量6000m3/h 4. 操作温度293K 5. 混合气体压力101.3KPa 6. 采用清水为吸收剂,吸收剂的用量为最小用量的1.5倍。 7. 填料类型:采用聚丙烯鲍尔环填料 第二节精馏塔主体设计方案的确定 2.1装置流程的确定 本次设计采用逆流操作:气相自塔低进入由塔顶排出,液相自塔顶进入由塔底排出,即逆流操作。 逆流操作的特点是:传质平均推动力大,传质速率快,分离效率高,吸收剂利用率高。工业生产中多采用逆流操作。 2.2 吸收剂的选择 因为用水做吸收剂,故采用纯溶剂。 2.3填料的类型与选择 填料的种类很多,根据装填方式的不同,可分为散装填料和规整填料两大类。

机械原理 自动打印机课程设计说明书

一. 二. 设计题目 自动打印机的设计 1.题目简介 此自动打印机是当产品包装好后,为了商品的某种需要而用来在包装好的纸盒上,打印 一种记号的专用设备。它的主要动作有三个:纸盒送到打印工位;打印记号;然后将打印好的纸盒输出。 2.设计参数 (1)纸盒尺寸:长100~150mm ,宽70~100mm ,高30~50mm ; (2)自动打印机的生产效率:80次 /min 。 3.设计内容 (1)打印机构 ①动作要求:将减速器输送来的匀速圆周运动转化为打印头的往复运动; ②运动要求:动力特性好,并有急回特性。 (2)送料机构 要求与打印机构动作协调。 (3)减速机构 计算总传动比,分配各级传动比和确定传动方案组合方式。例如带传动和定轴轮系串连或采用行星轮系等;有自锁要求而功率又不大时,可采用蜗杆机构。对定轴轮系要合理分配各对齿轮的传动比,这是传动装置的一个重要问题,它将直接影响机器的外廓尺寸、重量、润滑和整个机器的工作能力,根据/i n n 总电执行,确定传动机构。 三. 方案构思及分析 1.方案构思 根据设计要求,打印机构和送料机构有多种实现方式,现列表如下

表1 2.方案分析 实现上述要求的机构组合方案可以有许多种,下面仅介绍其中的几例以供参考。(1)直动凸轮-摇杆滑块机构为打印机构和间歇机构为送料机构 如图1所示,打印机构选择为凸轮和摇杆滑块的组合机构,适当的设计凸轮廓线可以满足工作要求,打印瞬间无冲击,机构有急回特性,摇杆滑块机构为放大机构,可以减小凸轮的尺寸。送料机构采用盘式的传动,由间歇机构控制,使其能在预定时间将工件推送到待打印位置。 采用这种方式,优点是机构紧凑,使传动效率增大。由于机构的紧凑性,减少了占地面积。圆盘式的传动使送料更为平稳。

随机信号分析(常建平-李海林版)课后习题答案.docx

由于百度文库格式转换的原因,不能整理在一个word 文档里面,下面是三四章的答案。给大家造成的不便,敬请谅解 随机信号分析 第三章习题答案 、随机过程 X(t)=A+cos(t+B),其中A 是均值为2,方差为1的高斯变量,B 是(0,2π)上均匀分布的随机变量,且A 和B 独立。求 (1)证明X(t)是平稳过程。 (2)X(t)是各态历经过程吗?给出理由。 (3)画出该随机过程的一个样本函数。 (1) (2) 3-1 已知平稳过程()X t 的功率谱密度为232 ()(16) X G ωω=+,求:①该过程的平均功率? ②ω取值在(4,4)-范围内的平均功率? 解 [][]()[]2 ()cos 2 11 ,cos 5cos 22 X E X t E A E t B A B R t t EA τττ =++=????+=+=+与相互独立 ()()()2 1521()lim 2T T T E X t X t X t X t dt A T -→∞??=<∞ ???==?是平稳过程

()()[]()()41122 11222222 2 4 2' 4(1)24()()444(0)4 1132 (1)2244144 14(2)121tan 132 24X X X E X t G d R F G F e R G d d d arc x x τ τωωωωω ππωωπωωπ ω π ωω∞ ----∞∞ -∞-∞∞--∞∞ ?????==?=???+?? ====+==??+ ?==??= ++?? = ? ????P P P P 方法一() 方:时域法取值范围为法二-4,4内(频域的平均率法功) 2 d ω =

化工原理课程设计说明书换热器的设计

化工原理课程设计说明书换热器的设计

计 中南大学 化工原理课程设计 2010年01月22日

目录 一、设计题目及原始数据(任务书) (3) 二、设计要求 (3) 三、列环式换热器形式及特点的简述 (3) 四、论述列管式换热器形式的选择及流体流动空间的选择 (8) 五、换热过程中的有关计算(热负荷、壳层数、总传热系数、传热 面积、压强降等等) (10) ①物性数据的确定 (14) ②总传热系数的计算 (14) ③传热面积的计算 (16) ④工艺结构尺寸的计算 (16) ⑤换热器的核算 (18) 六、设计结果概要表(主要设备尺寸、衡算结果等等) (22) 七、主体设备计算及其说明 (22) 八、主体设备装置图的绘制 (33) 九、课程设计的收获及感想 (33) 十、附表及设计过程中主要符号说明 (37) 十一、参考文献 (40)

一、设计题目及原始数据(任务书) 1、生产能力:17×104吨/年煤油 2、设备形式:列管式换热器 3、设计条件: 煤油:入口温度140o C,出口温度40 o C 冷却介质:自来水,入口温度30o C,出口温度40 o C 允许压强降:不大于105Pa 每年按330天计,每天24小时连续运行 二、设计要求 1、选择适宜的列管式换热器并进行核算 2、要进行工艺计算 3、要进行主体设备的设计(主要设备尺寸、横算结果等) 4、编写设计任务书 5、进行设备结构图的绘制(用420*594图纸绘制装置图一张:一主视图,一俯视图。一剖面图,两个局部放大图。设备技术要求、主要参数、接管表、部件明细表、标题栏。) 三、列环式换热器形式及特点的简述 换热器概述 换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,以实现不同温度流体间的热能传递,又称热交换器。换热器是实现化工生产过程中热量交换和传递不可缺少的设备。 在换热器中,至少有两种温度不同的流体,一种流体温度较

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