螺旋式压榨机的设计Word文档格式.docx
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13.46×
4比热容ClkJ?
11.56导热系数λlW/m2K0.1706
1.2、定义螺旋的单元类型
有限元分析中定义单元类型是首要步骤,处于非常重要的作用,它选取的好坏将直接影响到数据分析结果的精确度,而选择单元类型则是依据整个模型结构求解范围的几何特征以及预期满足的精度等条件（刘堂红和江帆2002）。
同时对于有限元分析来说,力是由单元类型所决定的,同时还决定各个单元的节点与分布、单元型函数、节点的自由度。
一般情况下,单元类型是按照结构功能划分的,特别是对于实体模型来说,不能划分过粗以防导致分析失真。
本文所研究的螺旋模型,由于其利用Pro/E所建立的为螺旋实体模型,它在运动过程中表现为旋转类型,为了得到其整体螺旋结构的应力分布情况,需要对该螺旋三维实体进行单元的细分,由此确定单元形状为六面体或者四面体类型,而目前常用的三维实体单元有Solid45、Solid95、Solid185以及Solid187单元,其单元类型的比较如表3-1所示,可知Solid45、Solid95、Solid185属于六面体单元,而Solid187是四面体单元,其中Solid45、Solid95为研究3平动自由度的单元,而本文所研究的螺旋在实际工作中主要运动形式为旋转运动,故只能在Solid185和Solid187中进行选择,考虑到本文所研究螺旋结构是带有薄壁型螺旋叶片部分的,而且此处可能会存在较大应变分析,所以本文螺旋不能直接采用Solid185单元,而最终确定为10节点Solid187单元的四面体单元类型,该单元为3—D固体结构单元,是由10个节点构成的,而单元各节点上存在三个自由度（沿三个坐标方向）,可以满足变形量大、应变强模型的分析,这也是完全满足本文对螺旋结构进行强度分析要求的,螺旋单元类型选择对话框如图3-9所示。
表3-1单元类型的比较Tab.3-1Comparingdifferenttypesofunits单元单元比较Solid458节点六面体,3平动自由度,非协调模式,适合线性和小变形分析;
六面体单元Solid9520节点六面体,3平动自由度,高阶单元;
Solid1858节点六面体,适合线性和小变形分析,可模拟不可压缩塑性和超弹性材料;
四面体单元Solid18710节点四面体,可模拟不可压缩塑性和超弹性材料,可以满足变形两大、应变强模型的分析;
29图3-9单元类型对话框Fig.3-9Unittypedialogbox
1.3、学理上关联企业之定义
日本学者金森久雄认为企业集团是指:
多数企业相互保持独立性,并且相互持股。
在融资关系、人员派遣、原材料供应、产品销售、制造技术等方面建立紧密关系而协调动作的企业集团[8]。
金森久雄对企业集团之定义强调企业之间的相互持股和协调合作,这种定义现在看来存在缺陷。
其一,相互持股仅仅是部分关联企业之表现形式,更多关联企业表现为单方控股;
其二,协调合作之深层原因在于控制公司利用其控制权迫使附属企业依照其旨意经营,协调合作是控制与被控制之下的必然结果。
7关联企业控制公司小股东权益保护研究江平教授认为关联企业的概念有广义和狭义之分,狭义的关联企业是指企业之间的股份持有或投资没有达到控制界限的企业群体;
广义之关联企业是指独立企业之间存在业务关系或者投资关系[9]。
此种定义过于模糊,不能清晰判断出关联企业的特征。
学者赵志刚表示:
所谓公司集团,是指由公司组成的、成员之间具有某种”控制-受控”的关系、不具有独立法律人格的企业群[10]。
此定义指出了关联企业之间的核心”控制”,同时指明参与企业的独立性和关联企业非独立人格。
但是对于这一概念的内涵体现不足。
学者施天涛称:
关联企业是指企业之间为达到特定经济目的的通过特定手段而形成的企业之间的联合[11]。
此种定义重点关注了关联企业之间的集合性,但是特定经济手段和特定目的过于模糊,同时管理企业之核心”控制”没有得到体现。
关联企业之定义是本文之基础所在,以上是主要国家和地区关于关联企业之立法表述及部分学者给出的定义。
纵观各国立法之表现,都避免在立法中直接就关联企业给予定义,或列举主要形式、或列举主要条件。
究其原因在于”控制”之表现形式在现实社会中复杂多样、不胜枚举,既不能一一例举,也不能归纳于一类。
就学者所举之定义,由于学者所处的社会环境及本身之知识结构差异,对于关联企业之认识莫衷一是。
作者认为现有关联企业之定义仍不够全面和完善,欲在前人的基础上,采用科学之定义法为心中之关联企业重新定义。
对一个概念可以从不同的角度用不同的方法下定义,但是常用的下定义之方法有内涵定义（有些书籍称之为属加种差定义）、外延定义和语词定义三种方法。
[12]内涵是思维对象的特性或者本质属性在概念中的反映,内涵定义法能更好地表现出思维对象的本质属性。
内涵定义的标准形式就是属加种差定义法,将被定义概念放入比其外延更大的属概念中来对概念下定义。
按照属加种差之定义法需先确定‘关联企业’这一概念最邻近之属概念,‘关联企业’最邻近之属概念应该为‘企业群’或‘企业集合’。
在确定属概念后,然后需确定被定义概念之种差。
关联企业并非普通之企业集合,首先必须存在控制企业和附属企业,由一个控制企业通过控股、投资、协议等方式控制一个以上附属企业;
其次附属企业在控制企业之支配下统一管理、协调运营。
根据属加种差法得出关联企业之定义为:
由一个控制企业和其它一个以上通过控股、协议等方式控制其的独立之附属企业组成的,并在控制企业之统一管理下运行的非法人企业集合。
1.4、压榨理论中参数的定义
压榨理论中主要是以滤饼为研究对象的。
首先分析一下滤饼的组成。
滤饼是由固体颗粒（固相）、水（液相）、气体（气相）三部分组成的,滤饼中的气体是指存在于滤饼孔隙中未被水占据的部分。
存在的形式有两种:
一种与大气相通,不封闭,对滤饼的性质影响不大;
另一种则封闭在滤饼中的孔隙中,与大气隔绝,封闭气体不易逸出,增大了滤饼的弹性和压缩性,减小了透水性。
经过脱水过滤后,污泥的含水率迅速下降,假设进入压榨辊压榨区时,滤饼已成为半固体状湿润饱和滤饼,即滤饼孔隙全部被水充满,气体所占体积为零。
由于带式压榨过程的研究是以半固体状湿润饱和滤饼为对象的。
为了更好地推导构造带式压榨过滤过程三维压榨模型、须定义一些参数来表征滤饼压榨的过程和程度。
1.压缩系数av压缩系数av用来表示滤饼的孔隙比随滤饼压缩压力的增加而改变的程度。
半固体状湿润饱和滤饼在压力作用下,孔隙中的水随时间的增长逐渐被排出,同时孔隙体积也随之减小的过程,称为半固体状湿润饱和滤饼的压密。
根据太沙基（（K.Terzaghi）一维固结理论[21],半固体状湿润饱和滤饼的压密,可用图3-1所示的”弹簧—液体—活塞”模型来说明;
以弹簧模拟滤饼中的固体颗粒,容器中的液体模拟孔隙中的液体,活塞孔模拟滤饼的透水性,活塞上作用着均布荷载P,应用土力学中的有效应力原理,均布载荷P在系统中引起的总应力Pc=Ps+Pl,式中Ps即由固体颗粒传递的有效应力,也称滤饼的压缩压力,由穿过滤饼固体颗粒的摩擦力产生;
lP是由孔隙液体传递的应力,称之为孔隙中液体应力。
26在加载的瞬间,弹簧没有被压缩,所受的力Ps为零,总应力全部由孔隙中的液体承担,即Pl等于总应力Pc。
随着时间的增长,一方面,液体在压力作用下由活塞孔逐渐排出,随着活塞下降,弹簧被压缩,孔隙体积减小;
另一方面,孔隙中液体应力逐渐减小,弹簧所受的力（有效应力）逐渐增加,直到总应力全部由弹簧承担,即有效应力Ps等于总应力Pc。
可见,半固体状湿润饱和滤饼的压密过程,一方面是孔隙液体被排出,孔隙体积减小的过程;
另一方面是孔隙中液体应力逐渐减小,有效应力逐渐增加,孔隙中液体应力逐渐转化为有效应`的过程。
半固体状湿润饱和滤饼压密过程完成的条件是有效应力等于总应力,即ps=pc。
设压密过程中沿压榨方向滤饼的横截面积A保持不变,由于用弹簧来模拟固体颗粒,由胡克定律可知,当压密过程结束之前滤饼的变形量（弹簧的压缩量）△x与压缩压力的增量△Ps成线性关系,即ConstpxsΔΔ=因为孔隙比e表示滤饼中空隙体积VL与固体粒子的总体积Vs的比,即ε=VsV+LVL=1+eeP=QRR2>
R1,而A,Vs均为常数,所以Δe=ΔVsVL=ΔVχsA,ZX过滤介质活塞滤饼3-1”弹簧—液体—活塞”模型27那么,seConstΔΔP=（3-1）式（3-1）说明滤饼孔隙比e与滤饼压缩压力P成线性关系。
令vsae=?
ΔΔP（3-2）即压缩系数av为滤饼孔隙比e变化量与滤饼压缩压力Ps的增量之比,负号表示随压缩压力的增大滤饼的孔隙比逐渐减小。
压缩系数为常数。
有时在理论推导中压缩系数av要用孔隙率ε来表示,下面推导压缩系数av与孔隙率ε的关系:
孔隙率ε,表示空隙体积与总体积的比值,1LsLVeε=V+V=+e（3-3）对1eε=+e两边对Ps求偏导数,得2s1s1）ePPε?
?
=（?
ε?
.?
（3-4）将上式带入式（3-2）得,1）Ps12?
?
av=?
（?
ε.ε2.理论压密比Ut为了表征滤饼压密进行的程度,引出压密比的概念[22]。
压密进程中某一时刻的压密比就是该时刻孔隙比的变化与平衡时（即压榨结束时）孔隙比的变化之比。
ifitteeUee-=-（3-5）由于滤饼孔隙比。
与滤饼压缩压力Ps成线性关系,故（3-5）式可以写成:
--1--0LiLtLiLtLttLiLfLiLiUPPPPP=PP=P=?
P（3-6）式中:
ei——压密初始滤饼的孔隙比;
28ef——压密结束时滤饼的孔隙比;
et——任一时刻t滤饼的孔隙比;
PLt——任一时刻孔隙中液体压力;
PLf——压密初始孔隙中液体压力。
任一时刻滤饼的压密程度也可以用平均压密比来表示,平均压密比即滤饼的平均孔隙比的变化之比,又因为压榨初始（（t=0时）孔隙中液体压力的平均值为202HLiLicPPdz=∫H任一时刻t时孔隙中液体压力的平均值为202HLtLtcPPdz=∫H所以平均压密比2020-1122HLtcictLtcCcicfLicHLiPdzUeeeePPPdHzH==?
=?
∫∫（3-7）
1.5、关联企业之定义
关联企业又称为公司集团、企业集团、关联公司、关系企业等,在大多数国家它不是法律用语,而仅仅是一个学术上的概念用语。
各国在立法中对于关联企规定的形式各不相同,各国学者对于关联企业并之定义也并不统一。
欲得出完整之关联企业之定义,需先分析现有的立法表述及主要学者所下之定义。
1.6、知识创新相关概念
2.1.1知识2.1.1知识随着人们对知识相关理论的研究,对知识是什么的探讨也变得多样起来,不同的学者根据研究需要,对知识做出了多种界定[36~38]。
要研究与知识相关的理论,首先就应该明确知识的本质,清晰认识”知识”。
为达到该目的,本文将简单总结现有的有关知识的界定,并从目前得知识分类角度来加深对知识的理解,在此基础上明确本文研究的知识是什么。
表2-1知识视角Table2-1Visionofknowledge知识视角具体说明知识不同于数据和信息数数据据,是知原识始则的是数个字人和化事的实信,息信和息对是信经息过规处律理的和认理识解。
的理念状态知识是知道和理解的状态目标知识是储存和处理的对象信息获取知识是信息获取的情境过程知识是运用专家知识的过程能力知识是影像行动的能力可以从三个方面总结有关于知识的认识。
一,知识不同于数据和信息。
杂乱无章的信息几乎没有价值,需要通过个人对信息进行处理后形成规律性认识,这其中包含了知识的创造过程。
二,对知识的不同认识是不同的学者在不同的情境下、从不同科学视角出发的一种行为。
各种不同认识本身并无对错之分,对知识的具体界定可以视具体情境和研究需求而定。
三,知识是-9-哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文涵盖文字、图形、影像、声音、信号、科学工具、标准作业程序等外显性元素,以及专家意见、经验、评价等内隐性元素的综合体。
知识不仅存在于组织文件、储存系统中,也存在于组织的日常例行工作、过程、执行于规范,以及员工的大脑中[39]。
表2-2知识分类Table2-2Sortsofknowledge分类角度类别不同类别知识的相关解释存在方式显性知识可以用书面文字、图标和数学公式表示的知识角度隐性知识难以或尚未被言语或者其他形式表述的知识个体知识个常人识拥和体有专验业、知思想识和、价工值作观技,能是、知诀识窍创、新专的利源和头发明、生活角存度在载体团队知识任团务队知时识形主成的要源知识于、组从建其时他个团体队知和识组转织化的而专来家的获知得识的、知执识行企业知识企业的各种知识的1+1>
2的有机系统的综合制度知识企业产权制度安排的结构、形式、激励与约束等知识技术知识产品与工艺的技术知识、制造与营销的专有技术知识等管理知识决策权的配置、协调、计划、控制等相关的能力知识结构分布角度文化知识价值观、行为准则、企业经营哲学、经营理念、企业精神独占性角公共知识存地获在于取环的”境公中共、品”由,社是会原共始同基掌础握、可以低成本甚至无成本度专有知识附的着,其在他员企工业、难设以备模、仿信的息知、识组存织量中的的总所和有,内是生竞化争的的独关有键和核心知识同样,学者们由于研究重点的差异,也对知识从不同角度进行了分类,见表2-2。
通过对各种划分类别的知识的解释,使得抽象的知识概念变得易于理解和掌握,也为后续本文阐述打下了基础。
为方便研究知识创新,本文从知识的存在方式角度对知识进行界定。
隐性与显性分类是英国科学家、哲学家波兰尼提出的。
显性知识是指用书面文字、图标和数学公式表示的知识;
隐性知识则是尚未被言语或者其他形式表述的知识[40]。
随着研究的深入,为满足需要,Nonaka等人从认识论角度又将隐性知识划分为默认的具体化知识和自我超越的知识。
至此,三种知识的形式与认识论的差别可被总结为下表。
为了形象化,学者们经常使用一个烤面包的故事来描述三种知识。
”这个面包需要一个美元”并不能让人产生对这个知识所代表的事情的认识,而只是产生了一个陈述,这也正是显性知识所表示的来源于外部的现实。
而当说明实际制作和烘烤面包的问题时,人们能够进入所知道的现实存在,也就是默认的具体化知识的源于内部所代表的现实。
而让某个特定的面-10-哈尔滨工业大学管理学硕士学位论文包师能够第一现场发明烘烤面包的起源和场地,则是自我超越知识的例证。
三类知识的特点见表2-3。
表2-3认识论划分的三类知识Table2-3ThreesortsofknowledgeaccordingtoEpistemology显性知识默认的具体化知识自我超越的知识知识的形态关于事物的知识关于做事的知识关知识于做事的组织来源的数据资料外部现实制定的现实尚未制定的现实经验类型观察经验行动经验审美的经验行动—反映比率反映—无行动反映—在行动反映—在行动中事实与现实匹配制造现实表现现实你是如何知道你所知的事物?
你会观察它吗?
你会做它吗?
当一领它域出吗现?
时你能进入这观点真外实部的的观:
点对客观的内观部点的:
对制定真实尚外未部制和定内的部现的实观的点观:
点对主观和客观的关系互补相干的统一的（行动之后）统一的（行动之中的）
1.7、知识螺旋的概念
早在二十世纪70年代皮亚杰（Piaget）就已提出知识学习具有螺旋性成长的概念[52]。
他相信一个成熟者的智力,以逻辑数学的方式学习是作为动物的本能,此被13引伸为在认知学习上新旧经验类化整合具有螺旋性的成长。
知识可以在个人、团队、组织、组织间不同的层级中,经过系统性、计划性的学习,促使知识的累积呈现正面的螺旋状（spiral）成长,这种观点已被广泛接受[5][53][54]。
知识系统的循环速度与螺旋成长的提升能力,将决定企业组织在动态环境中所表现的竞争力。
1992年Lant和Mezias提出组织学习螺旋成长的概念,认为组织知识的累积成螺旋状的成长,且具有知识累积的聚合性（convergence）,以及知识转换与知识创新的绩效性（accountable）[53]。
1994年Bohn从知识的演绎以及个人学习过程的演化的角度,提出”知识提升模式”（ModeloftheProgressionofknowledge）。
该模式描述出智能来自于数据、信息、知识、智能作不断的螺旋性成长,勾勒出一张达到智能的知识螺旋途径的概念图[55]。
”知识提升模式”的意义在于:
认为当组织成员学习知识越多,越能发现学海无涯,自己所知有限。
当个人不断的学习后,随着知识量的增加,个人的智能变得既深且广。
其实,在与知识螺旋概念或模式相关的论述当中,Nonaka和Takeuchi提出的SECI知识创新模型在世界范围享有很高的声誉。
Nonaka和Takeuchi提出组织知识的创造,他们认为:
知识可以分为显性知识和隐性知识;
人类的知识创造活动就是显性知识与隐性知识相互作用,螺旋上升的过程;
每个组织都有其特定内容的知识（包括显性知识和隐性知识）,其特定内容的知识都是通过其知识所有者个体间相互作用创造的[5]。
为此他们提出如下图2.1中的四种”知识转换”模式。
在这四个阶段中,知识形态由隐性知识到显性知识,再由显性知识到隐性知识不断转化,螺旋上升,达到知识创新的目的。
他们重视隐性知识与显性知识在知识转换过程,更强调隐性知识的共享。
因此,知识创新来自于隐性知识与显性知识之间不断的作连续且动态性互动所获致的结果。
这些互动的形成是由不同的知识转化模型所驱动的,不断互动累积与转化知识,形成知识的螺旋状成长。
社会化:
个体间的隐性知识通过共同体验相互产生共鸣的过程,,促使组织成员与其它成员共同共享经验与心智模式;
外部化:
通过语言、图表等符号进行表述的显性知识过程,以此来协助组织成员联结不易沟通与表达的隐性知识;
结合化:
由联结显性知识,通过排序、新增、重新归类等过程将知识重新组织,例如运用信息系统,结合其它组织或部门所创造出的知识;
内部化:
经由干中学以及动态频繁的交互作用的互动过程,使知识转化成为成员的隐性知识。
14图2.1Nonaka和Takeuchi的知识螺旋Fig.2.1KnowledgeSpiralofNonakaandTakeuchi
2、相关背景
2.1、研究背景及意义
相对较晚,在早期的建设中,污水处理厂普遍存在着”重水轻泥”的现象,一味追求污水的处理率,而忽略了污泥的处理及处置。
随着社会经济、城市化的快速发展及国家节能减排工作的进行,我国对污泥处理日益重视。
但伴随着污水处理厂数量不断地增加,它的副产品”污泥”的产生量也越来越大。
2010-2015年中国污水处理行业投资分析及前景预测报告:
截止2009年底,全国已建成城镇污水处理厂1993座,总处理能力超过1亿立方米/日;
在建城镇污水处理项目2360个,可新增污水处理能力约为6400万立方米/日。
据估算,目前中国城市污水处理厂每年排放的污泥量（干重）大约为130万吨,而且年增长率大于10%。
如果城市污水全部得到处理,则将产生污泥量（干重）为840万吨,占中国总固体废弃物的3.2%。
由于污泥成分很复杂,含有大量的有毒、有害物质,若未经恰当处理而进入环境后,不仅将占用土地而且易造成二次污染。
因此,如何科学的处理处置这些污泥,使其减量化、稳定化、无害化和资源化,已成为我国乃至世界当前面对的重要环境问题之一。
目前,污泥处理处置方法大致可以分为三类:
一是土地利用,这也是当前很多发达国家使用最广泛的污泥处置方法之一。
污泥中含有丰富的腐殖质、有机物及植物所必需的各种微元素Ca、Cu、Mg、Fe、Zn、S等,不仅能够为植物的生长提供大量的营养物质,提高土壤肥度,还能改良土壤结构,改善土壤的物理化学性质[1,2],所以将剩余污泥回收利用在土地上,可以作为农作物及植物的有机肥料,进而达到对剩余污泥充分的资源化利用。
污泥土地利用所面临的问题主要有:
造成施用地环境卫生状况恶化;
未经稳定化处理的污泥会导致土地微生态条件的变化,从而有可能使农作物的生长受损;
毒害物质会通过食物链转移,危害到人类的身体健康[4]。
因此,欧美国家都对剩余污泥回收利用于土地的标准作了很严格的规定。
此外,由于目前国内常用的浓缩脱水后的污泥含水率太高,如果直接作为农作物及植物的有机肥料,将造成运输量大且管理困难,会给实际操作带来较大的麻烦。
二是污泥填埋。
填埋具有处理量大、效果明显、对污泥的卫生学指标和重金2属指标要求较低等优点,而污泥的其他处理方法投资较大,运行成本相对较高,鉴于我国的国情和经济条件,因此,污泥的填埋处理方法还一直在使用,而且还会持续相当一段时间。
作为一种不可或缺的过渡式处理途径,填埋式的污泥处理方法还有增大的趋势。
但污泥填埋也存在场地不易寻找、运输和填埋场地等费用较高、填埋容量有限、有害金属成分渗漏到地下水源造成二次污染等问题。
这种方法在一段时期是发挥了一定作用,但随着我们现在对环境指标的要求越来越高,它的弊端便明显了。
三是污泥的资源利用,即通过科学的技术将污泥变成可利用的且对环境无害的一种资源,现阶段污泥的资源利用主要是污泥燃料化。
由于污泥中含有大量的有机物质,进行脱水后的低含水量率的污泥发热量较高,可按照一定的比例和煤炭混合后作为燃料。
表1-1是对污泥和其他燃料发热量进行比较。
表1-1城市污泥处理厂污泥与其他燃料发热量对比[5]燃料种类褐煤木材初沉池污泥剩余活性污泥发热量（kJ/kg）240001900010715~18191.613295~15214.8城市污泥含水率一般为99.2%~99.8%,体积较为庞大,不仅占用大量的土地,环境受到污染,而且还会造成资源的浪费。
所以要将污泥变得稳定、方便利用,首要任务就是要进行污泥减量、减容处理,即要使污泥的含水率降
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