建筑工程中常用塑料管材的性能对比与应用研究

介绍了目前建筑工程中塑料管材的发展和应用现状,对建筑工程中常用的几种塑料管材的性能特点及安装特点进行了对比分析,对建筑工程选用塑料管材的一般原则进行了总结,并对塑料管材市场的未来发展方向及重点进行了探讨。     

工艺参数对尼龙6选择性激光烧结制件致密度的影响

针对高性能聚合物尼龙6材料的选择性激光烧结(SLS)工艺,研究了不同激光功率与扫描速度对成型件致密度的影响并进行了工艺优化。实验中激光功率10~50 W,扫描速度1 000~5 000 mm/s,其他工艺参数保持恒定。引入能量密度对激光功率与扫描速度的综合作用进行研究。结果表明:随着激光功率的增加或扫描速度的增大,制件的致密度呈现先增大后减小的趋势;随着能量密度的增加,制件的致密度呈现先增大后减小的趋势。在不同工艺参数下,获得制件的最大致密度为86.74%,此时激光功率为30 W,扫描速度为2 000mm/s,能量密度为0.043 J/mm^2。选定致密度为衡量指标,通过响应面回归分析模型建立了激光功率、扫描速度与致密度的优选工艺图谱,得到最优的工艺参数为激光功率45 W,扫描速度3 465 mm/s,此时预测的制件致密度为88.971%。     

石墨烯/碱式硫酸镁晶须/PVC复合材料的制备及性能表征

以改进的Hummers法制备还原氧化石墨烯(RGO),以RGO和碱式硫酸镁晶须(MHSHw)为填料,采用机械球磨法制备RGO/MHSHw/PVC复合粉料,经平板硫化机热压成型得三相复合板材。考察了RGO和MHSHw对复合材料电阻率、阻燃性能及力学性能的影响。结果表明:RGO具有很好的片层结构和导电性;当MHSHw添加量为5%,RGO添加量为1%时,RGO/MHSHw/PVC复合板材的表面电阻率为4×106Ω/square,比纯PVC下降8个数量级,达到了商业抗静电效果,拉伸强度达到最大值17.61 MPa,比纯PVC提高了44.04%,复合板材氧指数>33%,具有阻燃性能,得到力学性能优良兼具有抗静电和阻燃性能的复合材料。     

高速铁路绝缘块耐环境能力的研究

铁路扣件系统是将钢轨固定在轨枕上,阻止钢轨相对于轨枕发生横纵向移动,保持轨距,在高速铁路运行过程中起到缓冲减震作用的系统。经过长期使用及列车的运行,有些尼龙产品扣件存在不同程度的损坏,产生松动现象,进而影响铁路运行安全。以扣件系统中的绝缘轨距块为研究对象,从环境及气候等多种因素研究其对轨距块性能的影响,找寻较为关键的影响因素。研究结果发现,室外环境放置的轨距块极限剪切性能下降更明显,耐冲击性更差。经过研究不同恶劣环境下轨距块性能的变化,发现高温高湿及高温环境下产品性能下降幅度较大,其中高温高湿影响最大。     

船用重油多元模型燃料的构建与验证

为了复现实际船用重油燃料燃烧特性，基于化学解构法原理，提出了重油多元模型燃料。选择了正十四烷、2,6,10-三甲基十二烷、四氢化萘和正癸基苯作为基础燃料，表征实际重油的正构烷烃、异构烷烃、环烷烃和芳烃成分。模型燃料的比例依据带权欧几里得距离算法进行最优化求解。针对发展的多元模型燃料，基于流动反应器试验平台对模型燃料的中低温氧化特性进行点对点比较，多组分模型燃料成功复现了典型反应物、中间产物和生成物浓度随温度变化的趋势。基于“解耦法”的机理简化方法，发展了重油多组分模型燃料骨架机理。该机理成功预测了重油馏分的中低温氧化特性。基于该骨架机理进行敏感性分析，得到出烷烃类自由基主导的基元反应对重油碳烟生成密切相关。此外，基于定容燃烧装置数值仿真结果，证明了重油多组分模型燃料对近发动机条件下的喷雾燃烧过程具有较高的预测能力。     

亚/超临界环境下燃料的喷雾燃烧特性研究

采用高温高压定容燃烧弹系统对亚/超临界环境下燃料在纯氧中的喷射燃烧现象进行试验研究,通过高速相机和阴影法进行燃烧图像信息的采集,研究在相同的超临界温度下,正己烷和乙醚两种燃料喷射燃烧火焰特性随环境压力和喷油脉宽的改变而呈现的差异性。试验结果表明:在亚临界压力下,两种燃料在不同喷油脉宽下的燃烧时间均随着环境压力的升高而升高,火焰发展后期基本保持较为稳定的形态和亮度,符合传统的喷射燃烧过程。正己烷在临界压力点下火焰长度最短,形态较为规则;超临界压力下,火焰形态有稳定趋势但仍有轻微波动,且火焰长度略短于亚临界;喷油脉宽改变时,燃烧时间在临界压力附近呈现出不同的趋势。乙醚的燃烧时间随压力的升高而增大,在临界压力处达到最大值,后随着压力的继续升高而下降,不同压力条件下火焰形态略有差别。燃烧现象存在差异性主要是由于亚/超临界坏境下燃料的物性参数和破碎蒸发机理不同。     

稀燃及废气再循环提高增压汽油机热效率的对比研究

在一台直列4缸增压直喷汽油机上针对万有特性最低油耗工况点,进行了稀薄燃烧与废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)提高发动机热效率的对比试验研究。试验结果表明:稀薄燃烧及EGR均能有效降低发动机燃油消耗率,稀释率分别为33%和19%时,采用稀燃和EGR时的最高有效热效率绝对值分别增加2.8%和1.7%,其中稀燃的有效热效率达到了39.9%,稀燃实现更高热效率主要归因于较低的传热损失和未燃损失。从燃烧角度来看,稀燃及EGR稀释都延长了燃烧滞燃期及持续期,但同样稀释率下稀燃的滞燃期更短,稀燃更高的稀释极限实现了更低的传热损失;但EGR抑制爆震,提前燃烧相位,使采用EGR时的排气能量损失低于稀燃。从排放角度来看,稀燃及EGR在高稀释率下均显著降低NO_x排放,而受益于高氧气浓度,相同稀释率下稀燃的HC及CO排放均低于采用EGR时,从而使稀燃的未燃损失更低。     

道路车用柴油机国六排放选择性催化还原系统的开发与验证

设计开发了一种配备新型周向变流式排气混合器的筒式后处理系统,以某型3.0L排量的国六柴油机后处理为例,首先设计了排气混合器结构,建立了该催化器的流动及尿素喷射、雾化和扩散模型,进行全尺寸排气流场模拟分析,研究了混合器后的速度均匀性、NH_3浓度分布和压降损失等,并对特征尺寸进行了优化。结果表明,优化的结构尺寸及设计使标定工况下NH_3均匀度可以达到0.996,混合器压降不超过4.17kPa。然后进行了发动机台架试验,验证了新开发设计优化的后处理系统阻力较小,标定工况下实测的NH_3均匀度高达0.98,不同空速和温度情况下,不带扰流板的混合器表现更优。最后进行了发动机排放试验,全球统一瞬态循环和全球统一稳态循环结果达到国六标准要求,确证了新开发的选择性催化还原系统及排气混合器能够用于道路车辆国六重型柴油机。     

基于动态模态分解的缸内流场演变及动能分析

采用高速粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)测量了一台直喷式光学发动机的缸内流场,利用动态模态分解(dynamic mode decomposition,DMD)算法,提取了发动机从进气冲程早期到压缩冲程后期中出现的多尺度涡团结构,量化了涡团的比动能在整个冲程阶段的衰减程度。结果表明:从进气冲程早期开始,缸内流场主要由低阶DMD模态表现的大尺度流场结构和高阶DMD模态表现的小尺度涡团结构组成;DMD模态的比动能变化可清楚地反映从大尺度流场结构到小尺度涡团的能量级联和耗散过程。同时还发现,与压缩冲程相比,进气冲程期间的流场可形成更多小尺度的涡团结构,并表现出更快的能量衰减特征,且该阶段流场能量衰减现象对发动机转速更加敏感。     

E6控制系统在天然气发动机上的应用

为了验证E6控制系统的配机效果,并使4020CT型天然气发动机的性能达到设计要求,使用E6控制系统对该发动机进行各工况运行条件的优化标定。E6控制系统使用空燃比闭环控制策略,能够使发动机保持运行在设定的各工况最佳运行条件下。通过E6控制系统的应用试验,完成了发动机性能参数的标定和优化,以及试验数据的采集和分析。试验结果表明,4020CT型天然气发动机的性能特性、排放指标等均达到设计要求。这说明E6控制系统标定效果较佳,同时,为E6控制系统的推广应用奠定了基础。