新型CO2超音速两相膨胀制冷循环的理论研究

本文提出了以Laval喷管为核心部件的超音速两相膨胀机的概念,构建了以天然制冷剂CO2为工质的超音速两相膨胀制冷循环模型并对其进行理想循环热力学分析和模拟计算研究。结果表明：超音速两相膨胀机入口压力、入口温度和旋流分离段出口压力均对系统制冷性能有影响;在空调温区工况,CO2超音速两相膨胀制冷循环COP为6.69,是现有制冷性能相对最优的CO2跨临界制冷循环COP的1.63倍,且大幅降低系统压力;气液分离时液相速度损失对系统制冷性能有影响,系统COP由9.56减至6.01,相对卡诺效率由0.95减至0.60,但仍然保持在较高水平。通过初步的热力学分析和模拟计算研究表明,新型CO2超音速两相膨胀制冷循环具有较好的原理可行性和发展前景。     

Q345钢激光熔覆镍基WC合金的组织与耐磨性能

为进一步提高Q345钢激光熔覆层的耐磨性能,利用激光熔覆技术在Q345钢表面制备了70%Ni60A+30%WC熔覆层(质量分数)。采用X射线衍射仪及扫描电镜分析了熔覆层的物相、显微组织,采用摩擦磨损试验研究其耐磨性能。结果表明,Q345钢表面激光熔覆镍基WC合金对其表面的晶粒细化、显微硬度和耐磨性等都有很大提升。     

船用柴油机缸盖裂纹分析及触火面激光融覆改善性研究

通过对6250系列船用四冲程中速柴油机的研究,从热力学角度分析了其气缸盖裂纹产生的原因,并结合激光熔覆表面处理技术,提出了通过在缸盖触火面熔覆一层镁钙系耐热材料的方式来改善盖触火面热应力集中和燃气腐蚀问题,并在此基础上进行了试验,验证了该改进方案的可行性。     

船用柴油机排气阀锥面激光融覆Stellite合金分析

采用激光熔覆表面技术,在6250系列船用四冲程中速柴油机排气阀锥面熔覆Stellite 6钴基合金粉末制备涂层,通过对熔覆层进行试验分析,得出Stellite 6钴基合金涂层的熔覆对船用柴油机排气阀锥面材料的组织结构、抗热腐蚀、耐磨性能等都有很大的提升。     

回热型静止式热磁发电机中的换热和回热分析

静止式热磁发电机因结构简单、可靠性高等优势而在低品位热源利用领域具有重要的发展前景,但热磁材料热容导致的无效吸热量严重制约了热磁发电机效率的提升。为了克服这一难题,提出一种采用交变流动换热的静止式热磁发电机,其特有的回热结构,有望显著降低换热器的换热量,进而提升整机热效率。首先介绍回热型静止式热磁发电机的整机结构,然后对其回热的实现机理进行了深入分析,并通过理论分析和数值模拟考察了其换热、回热性能与流道结构尺寸、运行参数的关系。结果表明,其换热性能与无量纲缓冲区长度和无量纲流体振幅均呈正比,而回热性能与无量纲流体振幅呈反比。进一步的数值模拟表明,其换热和回热性能随频率的降低而显著提升。在频率为0.2Hz时,该结构可使热磁发电的热效率提升1.5倍,但其回热性能仍有很大的提升空间。     

5kW(e)级自由活塞斯特林发电机热电联产性能研究

自由活塞斯特林发电机由于其內禀高效、高可靠性和绿色环保等突出优点,在家庭和商业热电联产等领域具有重要的应用前景。文中基于热声理论对一台5kW(e)级自由活塞斯特林发电机开展了热电联产研究,从声阻抗角度考察了自由活塞斯特林发动机与直线电机在热电联产模式下的匹配特性。在理论计算的基础上开展了系统实验研究,以氦气为工质,在充气压力为5MPa、加热温度为550℃工况下,以供热水温度70℃获得了3kW(e)电功率和5.7kW供热水热量,对应27.5%热电效率和80%综合热利用率。     

Q345钢激光熔覆镍基WC合金组织与耐磨性研究

正Q345钢是一种应用范围广泛的低合金高强钢(C0.2%)。其综合力学性能优良,塑性和焊接性能良好,被广泛应用于起重运输机械、桥梁、船舶、电站设备、锅炉、压力容器、石油储罐及其他承受较高载荷的工程与焊接结构件。但其也有不足之处,如表面硬度偏低、抗磨损及耐蚀能力差,因而在一定程度上限制了其应用场合。为了提高Q345钢的表面硬度、耐蚀性、耐磨性等、微观组织细小、基体变形小、与基体成冶金性能,扩大其在工业中的使用范围,在Q345钢表面常采用表面改性技术。激光熔覆是材料表面改性技术的一种重要方法,与堆焊、热喷