多通道施肥机水力特性及其结构优化研究

针对水肥一体化施肥机精量施肥与应用的要求,开展了多通道施肥机水力特性、结构优化及试验研究。利用FloEFD流体仿真分析软件,对单个射流泵及并联多个射流泵组成的吸肥器进行了流体仿真,通过研究通道数与吸肥量及水力特性对比关系,结合实际应用需求,优选了具有合适吸肥量和较优水力性能的三通道吸肥器并联组合对结构;对三通道并联结构参数进行了优化设计,确定了主管道和3个射流泵之间的合适长度,实现了每通道吸肥量趋于相同,并且吸肥量高于优化前;最后制作样机进行了试验验证。研究结果表明:三通道实验吸肥量相对误差最大为2.57%,吸肥量实验数据与数值模拟数据的误差小于5%,在合理范围内;样机长时间运行具有很好的稳定性。     

掘进工作面临时支护技术研究及应用

对掘进工作面临时支护技术及其机理进行了阐释。通过数值模拟方法研究临时支护对改变顶板受力状态、降低巷道应力集中、抑制顶板离层、减少巷道片帮、底鼓、冒顶事故的作用;给出了临时支护设计载荷的设计依据及其顶板控制范围。     

地表移动带范围内建构筑物安全可靠性分析

地表建构筑物位于在生产矿山地表开采移动范围内，如果按照一般圈定地表移动范围原则判断建构筑物的安全可靠性，结果是不安全或者预留保安矿柱可保证安全。为分析地表移动带范围内建构筑物安全可靠性，采用FLAC3D软件建立数值模拟模型，对矿区地表移动进行分析研究，并结合建构筑物的破坏等级评判标准，可以更加合理地判断地表移动范围内建构筑物的安全可靠性，对存在相似条件的矿山具有一定的借鉴意义。     

贾燕1,赵永涛2,张红松2

为确定ZrO2/莫来石热障涂层的单层最佳厚度,采用有限元技术研究单层厚度对ZrO2/莫来石热障涂层热冲击应力的影响。结果表明,莫来石层厚度为0.25mm时,涂层表面及ZrO2/莫来石界面处具有最大热应力,而其它莫来石层厚度时涂层内部热应力则受莫来石层厚度影响不明显。当ZrO2层厚度为0.3mm时,ZrO2/莫来石涂层中的热应力在整个横向距离范围内保持稳定,而其它情况下涂层中的热应力则与ZrO2层厚度成正比。涂层表面处的径向热应力大于ZrO2/莫来石界面处的对应值。     

上保护层开采底板破坏深度和应力分析研究

上保护层开采导致的底板变形、应力释放会使被保护层内高瓦斯沿着上覆岩层内形成的空隙裂隙结构向上运移，很容易造成所采工作面采空区内瓦斯增加，造成工作面瓦斯超限。以峰峰集团以黄沙矿为研究实例，针对其主采的2号煤层利用FLAC^3D模拟软件进行上保护层开采底板应力研究，揭示了上保护层开采底板应力的规律特性，对于保护层开采工作瓦斯治理具有一定的指导意义。     

槽式太阳能集热管内相变微胶囊悬浮液的热力性能分析

针对传统使用水基和油基的太阳能集热器换热效果低和管壁热应力大的问题，以相变微胶囊悬浮液为工作流体，对抛物型槽式太阳能集热器进行了三维建模。采用蒙特卡罗射线追踪法结合有限容积法和有限元法的方法求解了太阳能集热管的光?热?力耦合问题，采用欧拉?欧拉多相流模型研究了相变微胶囊悬浮液在集热管内的流动换热特性。结果表明，相变微胶囊悬浮液强化了集热管内的对流换热，不仅降低了集热管的沿程壁温，且减少了集热管的周向温差，均化了集热管温度分布。集热管周向等效热应力呈花瓣型分布，对应的5个高温度梯度的位置附近(圆周角θ=5°, 90°, 175°, 225°和315°)出现等效应力局部峰值。吸热管内壁面θ=90°处轴向热应力为压应力，作用于整个管程，而径向热应力和切向热应力为拉应力，主要作用在进出口端。相变微胶囊悬浮液浓度越高，强化换热效果越好，集热管热应力越小，但产生的压降也随之增大。     

退火温度对0Cr25Al5热轧态盘条钢组织及性能的影响

采用显微组织分析和分子动力学模拟等方法研究了退火温度对0Cr25Al5热轧态盘条钢组织及性能的影响。结果发现,晶粒尺寸随温度的升高逐渐增加并趋于稳定,但是断后伸长率和断面收缩率在950 ℃突然大幅度下降。试样组织形貌在800 ℃和950 ℃退火温度下的OM及SEM分析结果未见明显差别。于是使用分子动力学模拟对0Cr25Al5钢三元体系的自由能进行了计算,发现随着B2结构的FeAl或者DO3结构的Fe₃Al有序相尺寸的增大,系统自由能先减小后增大,其最小值随着退火温度的升高向有序相颗粒尺寸减小的方向移动。在1273 K的高温下仍然会保留60 nm左右大小的有序相颗粒。因此,推测0Cr25Al5钢在大于950 ℃的温度范围内韧性下降是由于60 nm左右的B2结构的FeAl或者DO3结构的Fe₃Al有序相造成,与晶粒尺寸无关。因此,针对该钢种应进行低温退火促使基体组织回复以消除缺陷,从而抑制Fe、Al等基体原子的扩散。