基于水下钢球法的水工混凝土磨损影响因素研究

为了预测水工泄水建筑物抗冲磨混凝土在含推移质水流作用下的使用寿命,需了解磨损介质粒径和水流速度对混凝土破坏程度的影响.为此,分别采用12.6mm、19.0mm、25.4mm、30.0mm四种直径的钢球作为磨损介质,并在近底水流速度约1.8m/s和1.5m/s两种水流速度下,进行两种强度等级抗冲磨混凝土的水下钢球法试验....     

基于体积损失速率的混凝土抗冲磨性能评价

采用风砂枪法并配合图像分析技术,揭示了两组不同混凝土质量损失速率、体积损失速率、被磨损物料的密度、固定纵断面上冲坑轮廓随时间的变化规律,结合各特征时间节点处混凝土的表观形貌,确定了混凝土冲磨破坏稳定阶段的判据,并结合混凝土抗冲磨强度计算结果优选出了可靠的抗冲磨强度评价指标。结果表明：质量损失速率和体积损失速率在某个时间点处同时趋于稳定,此时,被磨损物料的密度与混凝土的表观密度保持一致,且无论从混凝土表面形态还是冲坑轮廓来看,混凝土均表现出稳定且均匀的磨损,由此可以判断该阶段为混凝土冲磨破坏稳定阶段。研究证明,趋于稳定的体积损失速率才是混凝土抗冲磨强度可靠的评价指标。     

湿磨工艺对锶铁氧体预烧料性能的影响

通过传统的陶瓷工艺制备锶铁氧体预烧料,研究了湿磨工艺对锶铁氧体预烧料性能的影响。结果表明,碳酸锶一次湿磨时间对碳酸锶和预烧料粒度影响较大,不同湿磨工艺下预烧料微观结构差异较大,饱和磁化强度随碳酸锶一次湿磨时间的延长先增大后减小。当碳酸锶一次湿磨时间为2.5h时,样品形貌呈六角片状,致密性较好,并且Ms较优,为72.09 A·m2/kg。     

不同温度条件下水工沥青混凝土动态抗压特性研究

为研究水工沥青混凝土动态力学性能，对水工沥青混凝土在不同温度条件下进行了动态抗压试验。试验结果表明：水工沥青混凝土的破坏模式具有显著的应变率效应，应变速率为10-5/s和10-4/s时，破坏模式主要为黏结破坏；应变速率为10-3/s和10-2/s时，破坏模式主要为黏结破坏和骨料开裂。温度对试件应力应变特性有显著影响，当应变速率不小于10-4/s时，-5℃和0℃时试件呈现应变软化现象；5℃时应变软化逐渐向应变硬化转变。当温度恒定时，水工沥青混凝土的吸能能力、弹性模量、抗压强度随应变速率增加而增加。对弹性模量和抗压强度的动态增强因子进行分析，给出了水工沥青混凝土在不同温度条件下弹性模量动态增强因子随应变速率变化的经验公式，非线性单轴动态强度S准则较好地反映了水工沥青混凝土在地震响应速率下动态抗压强度的增长特性。     

非黏性岸坡崩塌与河床冲淤的交互影响初步试验研究

本文在弯道水槽中展开系列试验,研究非黏性泥沙颗粒组成的岸坡坍塌模式及其与河床冲淤的交互影响过程.试验结果表明,水流冲刷过程中河岸破坏是水流淘刷河岸坡脚、岸坡崩塌及崩塌体淤积坡脚并在河床上输移的交互作用反复循环过程.河岸崩退模式、速度以及稳定后的形态与近岸流速分布及河床边界条件等关系密切.近岸流速越大,稳定后的岸坡越趋平缓,崩塌体在河床上的淤积率越小;河床的可动性加剧了岸坡的崩退速度以及崩塌体在河床上的淤积率.     

高温下高强混凝土爆裂研究

高温下高强混凝土会发生爆裂,降低了结构的承载力,会影响混凝土结构的安全性能。借助高强混凝土板进行单面受火的试验,研究了温度场与破坏形态之间的关系,结合试验数据,利用有限元软件进行板高温响应的模拟,采用Rankine破坏准则,得到了高强混凝土板的温度场和应力场的分布及具体破坏过程。研究结果表明,高强混凝土破坏的主要原因是热应力的作用,混凝土板破坏顺序是先边缘后中心,模拟结果与试验结果吻合较好,所选参数及模型可用于分析高强混凝土高温爆裂行为。     

混凝土冲击破坏动力特性及能耗规律研究

为探究冲击速度和骨料率对混凝土动力特性及能量传递规律的影响,设计了骨料率为0、32%、37%和42%的混凝土试样,利用SHPB装置进行了速度为5、6和7 m/s的冲击压缩试验。系统分析了冲击速度和骨料率不同时混凝土动态变形、动强度增长及能量转化规律,并利用双因素方差分析法研究了冲击速度和骨料率对动强度的影响程度。结果表明：冲击压缩作用下,混凝土试样主要以拉伸劈裂破坏模式为主。混凝土动强度随骨料率和冲击速度的增大而增大,而且相较于骨料率,冲击速度对动强度的影响程度更大。冲击速度介于5 ~ 5.8 m/s时,DIF随骨料率的增加而增加;冲击速度介于5.8 ~ 7 m/s时,DIF随骨料率的增加而减小。混凝土试样透射能随冲击速度和骨料率的增大而增大,而反射能、吸收能和吸能占比均随冲击速度的增大而增大,随骨料率的增大而减小。     

除雾器整体结构优化

为提高折流板除雾器的除雾效率,对除雾器叶片间距、转折角度、转折高度、流速、不同液滴直径等因素对除雾效率的影响予以研究,并通过引入评价参数KpPi Re2寻求合理的结构使引风机在较小功耗时除雾器能够具有较高除雾效率。结果表明除雾器效率与液滴直径、流速成正比,与转折角度、叶片间距反比,除雾器转折高度对除雾器效率的影响作用较小。最终确定的除雾器优化结构参数为??40?、H3?25mm、D?20mm,当流速在2～3m/s时优化结构的除雾器效率提升平均约为16%,在4m/s时优化结构的除雾效率提升平均约为11%,在5～6m/s时,优化结构的除雾器效率提升平均约为9%。当除雾器达到同一除雾效率时,优化结构对应的评价参数KpPi Re2要明显小于初始结构,此时所需的引风机功耗更小。通过评价参数KpPi Re2可在除雾效率和风机功耗之间寻找一个较好的平衡点,为除雾器优化设计提供了一定的参考。     

超期服役钢筋混凝土电杆抗弯承载能力研究

对广西电网220 kV西南线运行近50年的混凝土电杆进行了健康状态检测,对3根环形截面混凝土电杆杆段和6个钢板接头试件进行了抗弯试验,以研究超期服役钢筋混凝土电杆的抗弯承载力。通过试验观察各个试件的受力全过程和破坏形态,获取荷载-位移全过程曲线、开裂荷载、极限荷载、裂缝发展形态及宽度等重要参数。在试验基础上,对该类结构杆件的破坏机理和承载能力计算方法进行了分析。结果表明:钢筋混凝土电杆在服役近50年后,混凝土基本上完全碳化,钢筋已锈蚀,钢板环箍接头锈蚀严重,试验破坏形态均表现为典型的受拉破坏,接头承载能力强于杆身承载能力。研究结果可为超期服役混凝土电杆健康状态评价、安全性评估、剩余寿命预测和输电资产优化管理等提供科学的借鉴和依据。     

水利工程流道混凝土结构修复材料及应用

水工流道混凝土冲蚀破坏十分常见,现有修复材料难以获得耐久性良好的修复结构。为达到更好的修复效果,通过室内试验对研发的组合修复材料进行水工环境下的力学性能、抗冲磨性能及热相容性测试;进行修复结构力学分析,最后在工程引水流道和溢流面进行了现场修复试验。结果表明：环氧界面剂与原混凝土之间的湿黏结强度达3.95 MPa,水下抗冲磨砂浆抗压强度达85.99 MPa,在柔性纳米陶瓷涂料保护下抗冲磨强度可达2545.2 h/(kg/m2),优于国内已有其他同类修复材料;与混凝土相容性好,可在高低温环境中适应混凝土的变形;该组合材料修复结构在-20℃ ~ 40℃环境下不会发生开裂或剥离破坏,结构整体性良好;现场修复效果良好,经过多次泄洪后,表面未出现任何明显损伤,可推广应用于同类工程。     

基于近壁湍流拟序结构的离心泵内沙粒冲蚀角研究

流体机械中的泥沙磨损现象是一个国内外至今尚处于探讨阶段的问题。多年来有关学者们从试验、计算、理论研究等多方面对这一现象进行了大量的研究与探讨。本文尝试从近壁区湍流的拟序结构出发,研究离心泵内的泥沙磨损问题。文中首先从沙粒近壁BBO方程出发得出了沙粒近壁区法向运动速度upy,然后基于拟序结构导出了沙粒"扫掠"情况下的流向速度upx。最后用两个速度得到了基于近壁湍流拟序结构的离心泵内的沙粒对叶轮壁面的冲击角。研究表明在离心泵内正是由于近壁区湍流拟序结构时的"扫掠"作用造成了小粒径沙粒在叶轮壁面附近的小角度切削破坏,这与国外学者的试验观测结果相吻合。     

不同含沙量不同流速时材料的磨蚀失效特性

采用花园口黄河原型沙（ｄ５０＝０．０３ｍｍ），在Ｎ－ＣＡ转盘气蚀仪上对三种材料进行了四种含沙量、六个流速的磨蚀失效特性试验研究。在试验的含沙量及流速范围内，三种材料的磨蚀失效随含沙量的加大、流速的增加而呈幂函数变化。当流速大于２５ｍ／ｓ时，材料的磨蚀速度加剧。     

平板式脱硝催化剂抗磨损性能测试方法的研究

选择性催化还原（SCR）高灰型布置脱硝装置中,催化剂长期经受烟尘的冲刷,催化剂的抗磨损强度关系到催化剂的使用性能。现有行业标准中蜂窝式催化剂的磨损强度试验方法为石英砂法,平板式催化剂的磨损强度试验方法为研磨法。为进行比较,对不同催化剂生产厂家生产的平板式催化剂分别采用研磨法和石英砂法进行了催化剂的磨损强度试验。结果表明：结合2种试验方法来综合评判平板式催化剂的抗磨损特性更具实际指导意义;试验风速对平板式催化剂石英砂加速磨损试验结果的影响较大,实际操作中应适当选择。     

白鹤滩电站水轮机泥沙磨损评估研究

为预估白鹤滩电站水轮机的泥沙磨损,为水轮机选材、大修及防护方案的制定提供数据支撑,本文利用水力机械磨蚀测试系统中的旋转圆盘磨蚀测试工位,根据白鹤滩电站的过机泥沙条件及过流部件过流条件,对相应泥沙和过流条件下过流部件备选材料的磨损规律及磨损性能进行了实验研究。通过试验研究获得不同含沙浓度、过流速度磨损条件下不同材料表面的磨损深度,并通过多元线性回归法拟合试验数据获得不同材料的磨损率公式。利用磨损率公式及磨损率-粒径关系式,对一定运行时间范围内真机主要过流部件转轮及导叶区的磨损深度进行了预估,结果表明磨损较严重的部位为活动导叶下端面及转轮叶片出口靠近下环处。机组运行10年后,水轮机上述区域的磨损量分别为2.66 mm、1.75 mm。依据国家标准《反击式水轮机磨损技术导则》,两个过流区域的磨损量均较小,对机组正常运行影响较小,满足10年大修周期要求。     

旋流燃烧器中二次直流风速对NO_x生成的影响

对新型低NOx旋流燃烧器,采用FLUENT冷态模拟和冷态试验相结合的方法得出了其冷态空气动力场。通过对新型低NOx旋流燃烧器的轴向速度、气流射程、回流区、射流边界等的分析,得出二次直流风速v=20 m/s时轴向速度衰减平缓且射程最长,回流区面积最大,回流长度狭长,扩展角比较小,不容易产生火焰贴壁和结渣。同时,给出了新型低NOx旋流燃烧器的轴向速度衰减和射流边界的经验公式。     

水下自激吸气式射流装置流动特性及性能研究

运用欧拉气液两相流模型和RNG k-?湍流模型,对水下自激吸气式射流装置水气两相流动特性进行数值模拟,研究了装置吸气和不吸气条件下内部压力分布、水气两相流速分布以及水气混合过程;开展了装置射流冲击性能试验,分析了装置的冲击力和冲蚀效果的变化规律。研究结果表明:与不吸气相比,装置吸气后内部压力接近大气压;吸气后射流核长度和下喷嘴出口断面流速明显大于不吸气;水气完全混合后,在射流核两侧的漩涡区,气相浓度较高,从射流核到漩涡区气相浓度逐渐增大;装置计算吸气量、典型测点压力与试验结果吻合较好;不同围压和靶距下,装置吸气后靶心及附近位置冲击力明显高于不吸气,说明了装置产生了聚能效应;装置吸气后冲蚀深度和冲蚀体积明显大于不吸气,但冲蚀表面积略有下降。     

燃煤电厂SCR脱硝催化剂磨损诊断及对策研究

为解决燃煤电厂SCR烟气脱硝系统运行中日益突出的催化剂磨损问题,对催化剂磨损机理、成因及危害进行分析,总结出应对催化剂磨损的诊断思路和策略,并以某300 MW机组蜂窝式SCR催化剂磨损治理为例,介绍具体的解决方法及步骤。首先对催化剂层磨损分布规律进行测量统计,在确定催化剂单元体机械强度合格的同时,确认蒸汽吹灰器未对催化剂造成吹损;之后通过CFD数值模拟方法对催化剂单孔道和反应器流场进行研究,发现该机组催化剂磨损原因在于催化剂首层局部区域烟气流速不均、入射角偏斜,随即进行了流场优化设计。优化方案实施后,消除了烟气速度场高速区,矫正了入射角角度,有效减轻了催化剂的磨损。     

SCR催化剂的磨损试验与数值模拟研究

高灰型布置的SCR脱硝系统其催化剂运行环境恶劣,烟气流速、飞灰颗粒及其粒径大小等客观因素对催化剂均会造成磨损。为研究烟气流速、飞灰粒径、飞灰质量浓度以及烟气入射角等对催化剂磨损造成的影响,采用日趋成熟的CFD数值模拟软件对不同工况时的SCR脱硝催化剂磨损情况进行研究,并且通过自建的冷态试验台进行了验证。研究结果表明,脱硝催化剂的磨损与上述4种影响因素均有很大关系,其中飞灰质量浓度、烟气入射角的变化对催化剂的磨损率影响较大,因此在实际运行中应增设导流板,避免因入射角和飞灰质量浓度的不均匀性导致催化剂磨损,另外还应选择合理的烟气流速以减小磨损,保证SCR系统的安全稳定运行。     

低热值煤层气旋流燃烧器冷态流场试验研究

采用热线风速仪对旋流燃烧器出口流场进行了测量,得到了燃烧器流场的分布状况,研究了喷口角度变化对燃烧器出口速度场的影响.试验结果表明,燃烧器搭配不同喷口时,在燃烧器根部均能形成稳定的中心回流区;渐扩喷口燃烧器的射流扩展角大,而渐缩喷口燃烧器的射流穿透能力较强.在较宽的热负荷范围内,该旋流燃烧器均具有良好的空气动力场,有利于低热值煤层气的着火与燃烧.     

脱硫废水零排放系统关键参数数值模拟研究

利用数值模拟技术对脱硫废水在电除尘器前烟道中的蒸发技术进行了研究,分析了液滴粒径、烟气温度、烟气流速、废水量、喷射速度、喷射角度等参数对液滴停留时间的影响规律。结果表明,烟气温度越高,液滴粒径越小,喷射量越小,液滴的停留时间就越短;随着烟气流速、喷射速度、喷射角度增大,停留时间呈现不同的变化趋势。研究结果可对工程选型、设计优化提供支撑。