量热探针在热等离子射流测量中的应用

为了测量等离子射流的温度和速度,设计了量热探针测量系统,采用补偿式的量热法来测量热等离子体 的比焓得到热等离子体的温度;也可作为水冷皮托管来测量射流的动压头确定射流流速。系统采用Φ0.8 mm探 针实际测量最高温度达8515K。根据等离子喷枪的输入功率和热效率估算出喷枪出口处射流的温度和速度,与探 针的测量结果比较吻合。     

基于积分变换算法矢量控制仿真研究

本文分析了传统PI控制易产生较大超调量、消除稳态偏差所需时间较长的原因,提出了一种积分变换算法,并将这种算法应用于矢量控制系统。仿真结果表明:这种积分变换算法能有效地减小超调量,加快调节器消除稳态偏差的过程,具有较强的抗负载扰动能力。     

不锈钢双极板等离子喷涂TiC涂层耐腐蚀性研究

为了提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板的耐腐蚀性,采用大气等离子喷涂技术(APS)制备TiC涂层,利用扫描电镜、X射线衍射仪表征涂层的形貌与组织,采用动电位极化、恒电位极化、电化学阻抗谱等方法研究了3种不同电流制备的TiC涂层在PEMFC环境中的耐腐蚀性能。结果表明：TiC涂层的腐蚀电流密度比不锈钢基体低了1个数量级,表明该涂层可以有效提高316L不锈钢的耐腐蚀性。随着喷涂电流的增大,500 A的涂层显示出了最佳的耐蚀性和导电性,这主要是由于随着电流的增大,粒子得到充分的熔化,使涂层致密度得到了提高,孔隙等缺陷减少。     

大气下热喷涂等离子体电子密度的光谱诊断

利用直流电弧放电装置产生了大气压下热喷涂等离子体,采用原子发射光谱法测量热喷涂等离子体射流中的辐射强度.通过Stark展宽法,使用ArΙ谱线在430 nm处的Δλ_1/2(谱线的半宽高)对大气压力下热喷涂等离子体射流中电子密度进行计算,研究了不同氩气流量及不同输入功率对等离子体电子密度的影响;同时使用Saha方程计算氩等离子体的电离程度,研究气体流量和电流与氩等离子体电离程度的关系.结果表明,电子密度和电离程度随着等离子体喷枪输入功率的增加而增加,而随着气体流量增加时,电子密度略有增加而电离程度会减少.     

直流电弧热喷涂等离子体偏离局域热力学平衡态分析

在大气压力下,利用直流电弧放电产生热喷涂等离子体,采用发射光谱和热焓探针对热等离子体的射流特性进行诊断。文中通过使用氩原子两条特征谱线的辐射强度,采用双谱线相对辐射强度比值法来计算等离子体的电子温度;同时使用焓探针测量等离子体射流的焓值来计算得到气体温度。研究不同氩气流量和电流强度下,热等离子体的气体温度与射流中电子温度的演变情况,并对两者温度差值出现的原因及变化情况进行分析。结果表明,相同条件下发射光谱法测量的电子温度始终高于焓探针测量的等离子体温度,热喷涂等离子体在一定程度上偏离局域热力学平衡态。     

低压条件下的等离子射流特性分析

低压等离子喷涂由于具有特殊的射流特性,以及可以沉积组织均匀的特殊结构涂层而备受关注.涂层的形成受到等离子射流特性的影响,比如焓值、温度、速度等.研究中利用热焓探针技术在环境压力为3 kPa的条件下,测量了Ar-H₂等离子体不同轴向位置射流中心的焓值和压力,并且进一步计算了射流的温度和速度,以及表征等离子体对粉体加热能力的努森数.结果表明,等离子射流在距离喷嘴出口12.5 mm处的温度为11 000 K;400 mm处降为7 000 K;等离子射流速度在喷嘴出口处25 mm左右达到最大值,约为2 000 m/s;喷嘴外部等离子射流的努森数处于过渡区,对粉体的加热能力较低.     

电弧电压对低能等离子喷涂WC-Co涂层组织及性能的影响

使用烧结破碎的WC-12%Co粉末,采用轴向送粉等离子喷涂系统制备WC-Co涂层。保持电弧电流不变,增加工作气体中的氢气含量来提高电弧电压,以研究电弧电压对于涂层微观结构的影响。使用X射线衍射仪(XRD)分析WC-Co涂层的脱碳相变,使用扫描电子显微镜(SEM)观察粉末的熔化程度、扁平化状态和涂层的微观结构,使用MH-6维氏硬度计和MM200磨损试验机分别测量了涂层的显微硬度和耐磨性。结果表明,提高电弧电压有利于粉末的熔化。根据熔化程度的不同,粉末会呈现四种典型的扁平化状态。提高电弧电压促使碳化钨脱碳生成的W_2C和Co_3W_9C_4,涂层中硬质相体积增加,钴基体积减小。适当提高电弧电压有利于增加涂层的硬度和耐磨性,但过高的电弧电压会恶化涂层质量,反而降低涂层的硬度和耐磨性。     

1700TEU集装箱船辅助系统管系设计

船舶的辅助管路系统是船舶能够安全航行的基础。压载水管路系统用来调节船舶的平衡;舱底水系统用来处理机舱及货舱累积的污水;消防水系统用来扑灭火灾。本文对以上3个管路系统进行详细分析和介绍,然后计算得到3个系统各自所用水泵的排量以及所需要管路的管径。结果表明所选择的3个系统主要设备的型号适合1700TEU的要求,最后确定了管路所用的主要材料。     

光谱法测量低压热喷涂等离子体的电子温度和电子密度

发射光谱研究是热喷涂等离子体诊断的一种重要的方法。通过使用发射光谱测量氩原子在763.51 nm和772.42 nm处谱线辐射强度的信息,采用双谱线法计算低压热喷涂等离子体射流的电子温度,研究氩气流量40 L/min、氢气流量15 L/min,不同的弧电流和不同的探测距离条件下,低压热喷涂等离子体射流中电子温度的变化情况。通过使用Hβ谱线的Stark展宽计算热喷涂等离子体射流的电子密度,研究不同探测距离对电子密度的影响。结果表明,电子温度随等离子体功率的增加而增加,同时也发现随着距喷枪出口轴向探测距离的增加(150~450 mm),电子温度逐渐减小;当探测距离从100 mm增加时等离子体的电子密度显著下降,随后,电子密度变化不大。     

热处理对等离子喷涂316L不锈钢涂层组织和性能的影响

利用大气等离子喷涂和低压等离子喷涂在不同的基体温度下制备了316L不锈钢涂层,分别使用光学显微镜和显微硬度计研究涂层的组织和性能,并且对涂层进行了退火处理,研究了涂层的组织性能的变化。结果表明,对于低压等离子喷涂,通过改变基体温度,可以获得层片状组织和等轴晶组织的涂层,并且对层片状组织的涂层进行热处理,可以使其转变为等轴晶结构涂层;而对于大气等离子喷涂通过改变基体温度以及对涂层进行后续热处理,均不会形成完全的等轴晶结构涂层。在涂层硬度方面,对于原始涂层而言,等轴晶涂层的硬度低于层片状组织涂层,对于大气等离子喷涂经过热处理后的涂层硬度明显降低。