硬质合金相图热力学和扩散动力学数据库及其应用

硬质合金是由难熔金属化合物和粘结相通过粉末冶金工艺制成的材料,它具有硬度高、耐磨、强度和韧性好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。介绍了包含C-Co-Cr-W-Ta-Ti-Nb-N等元素的硬质合金热力学和动力学数据库。简述了热力学数据库中的热力学模型和优化计算,并以C-Cr-Ta三元系为例介绍了热力学优化计算的方法和步骤。所建立的硬质合金动力学数据库包含液相和fcc相不同元素的原子迁移参数。利用修正的Sutherland方程对液相的原子迁移参数进行了评估,而fcc相原子迁移参数是基于对实验测定数据和文献数据的评估获得的。利用建立的硬质合金热力学和动力学数据库,可以计算多元系的相平衡、获取不同相的热力学性质和溶解度信息、模拟合金中元素和相的分布等。该数据库可用于设计合金成分和烧结温度、预测元素含量及烧结气氛等对梯度硬质合金形成的影响、优化合金烧结工艺等。最后指出相图热力学和扩散动力学数据库及热物性数据库结合相场、有限元方法,定量描述硬质合金结构-性能的关系是今后的发展趋势。     

多元铝合金相图热力学、热物性质数据库及其应用

精确的热力学、热物性质数据库是对多元多相材料制备过程中微观结构演变定量描述的关键.高性能铝合金作为航空航天和国民生产用重要结构材料,其制备工艺的优化和设计一直备受关注.首先概述了多元多相铝合金热力学数据库构筑的方法及其最新研究进展,重点介绍了多元多相铝合金相平衡的测定方法和TEM、3DAP及第一原理计算在铝合金热力学数据库构筑中的辅助作用.随后介绍了多元多相铝合金扩散系数、粘度、摩尔体积数据库构筑的最新研究进展.给出3个实例介绍了热力学数据库和热物性质数据库在铝合金凝固过程中微观结构演变模拟的应用.最后简单总结了多元铝合金热力学和热物性质数据库目前面临的问题和挑战.     

兰新铁路第二双线高性能混凝土施工质量的控制措施

以新建兰新铁路第二双线新疆段高性能混凝土为研究对象,结合沿线气候特点,介绍了砂石原材料质量控制、沿线混凝土结构环境作用等级的划分以及配合比试验、原材料及混凝土温度、混凝土养护等方面的质量控制具体措施,对确保兰新铁路第二双线新疆段高性能混凝土的强度和耐久性具有重要意义.     

Al-Ce-Ge体系500℃相平衡的实验测定

运用平衡合金法设计17个关键合金,并结合金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)和电子探针显微分析(EPMA)测定Al-Ce-Ge三元系在500℃时的相平衡信息。结果表明:在500℃时,该三元系稳定存在α(CeAl_(1.62)-Ge_(0.38)),β(CeAl_2Ge_2),γ(CeAlGe),δ(CeAlGe_2)和ε(Ce_2AlGe_6)五个三元化合物及液相,测定δ相成分范围为Ce_(24.7~24.8)Al_(33~33.9)Ge_(41.3~42.3);实验发现η(Ce_(61.3)Al_(21.9)Ge_(16.8))和μ(Ce_(55.9)Al_(11.1)Ge_(33))两个新的三元化合物;并发现α+CeAl_3+γ,Ce_3Al_(11)+CeAl_3+γ,αCeGe_(2-x)+CeGe+γ,CeAl+CeAl_2+Ce_5Ge_3,Ce_3Ge+Ce_5Ge_3+Ce_3Al,CeAl+Ce_3Al+η和CeAl_2+Ce_5Ge_3+μ七个新的三相区。     

轴流式水轮机模型飞逸过程三维湍流数值模拟

通过作者建立的非稳态过程三维湍流数值模拟方法,模拟了轴流式水轮机模型飞逸过程,并进行了其三维数值湍流计算,获得了机组到达最大转速时所需时间、最大飞逸转速值、飞逸过程内特性流场演变规律以及转速、流量、力矩与测点静压随时间变化的曲线。计算结果表明,所得最大飞逸转速与试验值非常接近,误差在1.5%以内;所得力矩及流量等外特性参数变化过程均符合高比转速水轮机理论特性;当转速增大到某一数值之后,尾水管水力稳定性急剧恶化是引起机组振动的主因。     

引黄入晋工程国际Ⅱ、Ⅲ标隧洞防渗处理措施及涂层应用

山西省万家寨引黄入晋工程南干线国际Ⅱ、Ⅲ标隧洞衬砌为六角形预制钢筋混凝土管片,每环衬砌由4片管片组成。工程通水运行后,管片接缝出现渗水现象,影响隧洞长期运行的稳定,因此需进行防渗加固处理。在防渗加固处理中,选用了水溶性的TK改性水泥基防水涂料,将其涂刷在管片接缝处。应用表明,这种防水涂料涂层的粘接效果好,经过多次通水运行,未出现起鼓现象,取得了良好的防渗效果。     

三维方管层流冲击射流流动与传热的数值研究

通过求解三维稳态不可压缩N-S方程和能量方程,对半封闭层流方管冲击射流的流动与传热特性进行了数值研究。根据计算结果分析了射流中四个偏心速度峰值形成的原因,在层流范围内考察了射流雷诺数和冲击高度对流场结构和传热性能的影响。计算结果表明,冲击射流的传热特性受流场结构的控制,冲击面附近水平断面上四个偏心速度峰值的形成,导致在相应断面上形成温度分布的四个偏心最小值,以及在冲击面上形成局部Nu数的四个偏心峰值。     

平衡孔对高温高压离心泵性能的影响研究

本文以离心泵为研究对象,采用RNG k-ε湍流模型,对高温高压条件下运行的离心泵叶轮有无平衡孔两种情况分别进行离心泵全流道三维湍流数值模拟,分析叶轮上的平衡孔对泵的性能及轴向水推力的影响,探讨了其减少轴向水推力的效果。数值模拟的结果表明,若平衡孔的大小及位置布置合适,平衡孔对泵的扬程影响较小,使泵的效率略有降低,但对泵轴向水推力的减小是有效的,与不带平衡孔的模型相比,轴向水推力减少约为15%。     

混流式水轮机飞逸暂态过程的三维非定常湍流计算Ⅰ

根据加速旋转相对坐标系中雷诺平均的连续性方程和Navier-stokes方程,以及转动系统的动量矩方程,推导了水轮机转轮区域的流动控制方程。在此基础上,对基于HL220进行改型的混流式水轮机进行飞逸暂态过程的三维非定常湍流数值模拟,在最优开度工况下采用RNGk-ε湍流模型对方程组进行了封闭,得到了暂态过程中水轮机体积流量、转轮水力矩、转轮角速度、及水轮机效率随时间的变化曲线。为了更加全面地分析水轮机内部的流动情况,采用RNGk-ε湍流模型进行9种开度工况下的飞逸暂态过程数值模拟,得到各开度下的飞逸过程曲线、水轮机内部流动的变化情况,以及飞逸流量及飞逸转速,并和试验结果进行了比较。结果显示两者吻合良好,表明通过计算可以较为准确地预测出水轮机飞逸过程中各参数随时间的变化情况。     

大出口角离心泵叶轮内部流动的PIV测量分析

本文利用可视化的激光粒子成像测速技术(PIV)对一个大出口角的离心泵叶轮进行了内部流场的速度测量。结果证明离心式叶轮内部的流动基本是符合势流理论的。但在靠近叶片压力面处存在一个弱射流-尾迹结构。