基于计算机模拟的A356合金热裂纹的研究

采用具有良好铸造性能和力学性能的A356合金为研究对象,基于计算机模拟的方法,利用Pro CAST软件对铸件铸造过程中的热裂纹进行了预测,并与实际结果进行了对比分析。结果表明,Pro CAST软件的热裂纹预测结果与实际浇注铸件的热裂纹情况较好吻合;随着杆长度的增加,热裂纹敏感区的热裂纹敏感性逐渐增大。     

薄壳后桥铸件充型凝固数值模拟研究

运用MAGMA软件对后桥铸件进行了充型凝固数值模拟分析。并作了现场跟踪试验。证明,MAGMA软件对铸造工艺优化设计有良好的评价功能。能准确地反映铸件的实际状况,预测可能产生的综孔缩松、热裂等铸造缺陷及产生缺陷的部位。     

电气煅烧炉炉体结构优化研究

在了解电气煅烧炉结构基础上,对煅烧炉炉体热平衡过程进行了计算。基于对现场生产时炉壁表面的温度和多年的实际工作经验,提出了优化炉体结构,并对改造前、后炉壁表面进行实际温度的测量,通过理论计算得出炉壁的散热损失的比值。指出了增加炉体内部的保温,能减少热损失,提高炉内的有效热能,也可有效提高炉内的温度,设备的产能提高,大大降低了产品的成本。     

残余应力和变形在Q345D钢CO2气体保护焊接接头中的分布

基于有限元分析软件,采用数值模拟方法分析了Q345D低合金高强钢T型接头双面焊接残余应力和变形的分布.数值分析时,选择双椭球焊接热源模型,考虑了材料热物理性能与温度的非线性关系,以及相变潜热对温度场的影响,重点研究了焊缝及临近焊缝区域焊接残余应力和变形的分布特征,并进行了理论分析.研究结果可为同类素材的实际焊接提供理论借鉴.     

铝硅合金变质处理热分析仪的研制

介绍了测量铝硅合金变质处理效果用热分析仪的硬件、软件设计及实际应用。热分析仪的主要硬件包括热分析样杯、冷端补偿盒、信号隔离放大电路及数据采集卡 ;利用C语言编写了热分析的模块化软件。应用表明 :热分析仪抗干扰能力强 ,变质效果的判断可靠 ,能够用于指导现场生产。     

基于凝固过程数值模拟的水轮机下环件微裂纹成因分析

针对某重型设备公司铸造的下环铸件出现的类似微裂纹的铸造缺陷,采用数值模拟方法,从凝固过程热应力角度对缺陷产生的原因进行了分析.利用ANSYS软件计算了下环件凝固过程中的三维应力场.根据热裂形成机理,提出了适当的热裂倾向性预测方法,重点考察了铸件凝固过程中准固相区的受力情况,从而确定热裂倾向性严重的区域.模拟结果与铸件中实际的缺陷分布状况相吻合.分析了缺陷产生的原因,提出了工艺优化措施.     

铝型材拉弯仿真建模研究

通过模拟拉弯设备的运动过程,建立拉弯过程的边界条件,得到成形分析结果,并通过PamStamp 2012软件对汽车前防撞梁进行建模及数值仿真模拟,并与现场结果进行对比,结果表明分析结果与实际成形较为符合,证明了分析结果的有效性。     

工业纯钛强力热旋压数值模拟及工艺参数研究

强力热旋压是工业纯钛管筒件成形的良好方法。通过Deform-3D仿真软件对其成形进行模拟,获取温度和变形的关键问题进行分析,并进行工艺试验,将现场试验效果与仿真模拟结合优化工艺参数设计。     

1700mm冷连轧机轧辊分段冷却对热辊型的影响研究与应用

以某厂1 700五机架冷连轧机的工作辊为研究对象,综合分析了喷水冷却对轧辊热辊型的影响,找到了水温、水压、水流、喷射距离和喷射角度等参数在控制轧辊热凸度方面的调控范围。对轧辊轴对称温度场模型进行简化,采用MatLab编制仿真软件,并将仿真计算结果与现场实测数据进行了对比,说明喷水冷却对热辊型影响分析及仿真软件的准确性,对冷连轧机板型的控制起到指导作用。     

小方坯连铸机凝固传热软件的编制

应用数值传热学基本理论,分析了小方坯连铸机在结晶器和二次冷却区凝固传热的特点,并结合现场实际,使用Delphi开发工具编制了小方坯连铸机凝固传热软件。通过实际生产数据对软件进行校正,对铸坯进行了数值模拟计算,结果表明：当浇铸断面为165 mm×165 mm的铸坯时,拉速每增加0.1 m/min时,结晶器末端坯壳厚度减少0.5～0.8 mm,切割枪处表面中心温度升高12 ℃。     

红外热像诊断技术在设备衬里保温评价中的应用

举例介绍了红外热成像诊断技术在蒸汽管线保温评估和加热炉衬里节能检测方面的应用情况，并与其它节能检测方法包括热流计法和点温仪法进行比较，表明红外热成像诊断技术作为一种先进的无损检测分析手段具有无可比拟的优越性，在石化设备衬里保温效果测试和评价方面具有重要作用。     

光谱选择反射型太阳隔热膜研究

目的研制具备高紫外光阻隔率、高红外光阻隔率、高可见光透射率的太阳隔热膜。方法依据标准大气光谱和隔热膜的基本原理给出理想隔热膜的透射率光谱曲线,在防止室内眩光的基础上给出太阳隔热膜的实用透射率曲线。通过对金属Ag薄膜光学常数的研究,提出基于介质ZnS和金属Ag的多层结构的选择反射型太阳隔热膜结构,利用TFC膜系软件设计三层结构的选择反射型太阳隔热膜并进行允差分析。采用热蒸发技术制备该选择反射型膜太阳隔热膜。结果隔热膜在0.3~0.38μm紫外波段的阻隔率达到99.2%,在0.38~0.78μm可见光波段的平均透射率为75.2%,在0.78~2.5μm红外波段的阻隔率达到91.2%,太阳能总隔热率为62.1%。结论研制的太阳隔热膜能在保证隔离紫外线辐射和红外热辐射的同时满足对可见光具有较高的透射率。     

SiO2气凝胶复合型隔热涂层的制备及性能研究

目的探究SiO_2气凝胶在复合隔热涂料中的应用,从隔热机理出发,通过降低复合隔热涂层的导热系数,提高反射率、辐射率等方式,使涂层达到隔热降温的目的。方法首先通过单掺实验确定各填料的含量,并采用紫外/可见光/近红外分光光度计、红外辐射率测量仪和自制的测试隔热装置等,分析涂层的发射率、辐射率和隔热性能,最后通过正交实验方法得到最优涂层配方。结果 SiO_2气凝胶能显著降低涂层的导热系数,在此基础上,添加钛白粉、空心玻璃微珠、红外陶瓷粉等颜填料,能有效提高涂层的反射率和辐射率,从而进一步增强了涂层的隔热效果。分别添加质量分数为5%的SiO_2气凝胶、5%的钛白粉、5%的空心玻璃微珠和10%的红外陶瓷粉时,复合隔热涂层具有最优的隔热性能。SiO_2气凝胶复合型隔热涂层的干膜厚度为60μm时,与未涂覆的空白样板对比,温度最高可降低14.8℃。结论 SiO_2气凝胶复合型隔热涂层具有优异的隔热性能,并且具有薄层、轻质、环保等优点,具有一定的实际应用价值。     

太阳热反射隔热彩色涂料的制备及隔热性能

目的从色彩三原色理论出发,制备隔热性能优异的太阳热反射隔热彩色涂料。方法将复合钛红、钴蓝、钛铬黄、镍钛黄和铬绿颜料复配为颜料,硅溶胶偶联苯丙复合乳液为成膜基料,制备了紫色、蓝色、橙色和绿色太阳热反射隔热彩色涂料。用扫描电子显微镜和电子探针对颜料微观结构和元素进行定量检测,用紫外/可见/近红外分光光度计探究颜料的反射特性、涂膜反射特性和污染处理后涂膜太阳光反射比降低率。分别从涂膜试板背面隔热温差和涂膜试板对箱体中心的辐射热流降低率两个方面,衡量太阳热反射隔热彩色涂料的隔热效果。结果紫色、蓝色、橙色和绿色4种太阳热反射隔热彩色涂膜的太阳光反射比均在0.5000以上,分别为0.6287、0.5433、0.7594和0.6991,涂膜污染后的太阳光反射比降低率均满足相关标准≤15%的要求。涂膜试板背面隔热温差均在3℃以上,涂膜试板对箱体中心的辐射热流降低率均在10%以上,隔热降温性能显著。结论采用色彩三原色理论选择合适的红外反射颜料,可制备出隔热性能优异的太阳热反射隔热彩色涂料。     

彩色建筑节能热反射隔热涂料研究

以高温烧结彩色陶瓷空心微珠为热反射隔热涂料的功能填料,制备了各色热反射隔热涂料,对涂层结构和组成配比进行了研究,试验结果表明：在相同颜色条件下,添加有彩色陶瓷空心微殊的涂层热传导率低,近红外反射率明显高于普通涂层,与染色的空心微珠相比,耐酸碱性、耐候性和耐高温性能优异,在建筑节能、工业仓储保温方面,具有广泛的应用前景。     

填料对建筑节能涂层隔热性能的影响和机理

目的探究反射型、阻隔型和辐射型填料对建筑节能涂层反射隔热性能的影响,为填料在建筑节能涂料中的筛选应用提供一定的理论支撑。方法分别将金红石型二氧化钛、空心玻璃微珠和远红外陶瓷粉与苯丙乳液共混,制备了反射型、阻隔型和辐射型建筑节能涂料。采用扫描电子显微镜、紫外/可见/近红外反光光度计、导热系数测量仪和红外发射率测量仪对涂层性能进行表征,探究了三种填料添加量和平均粒径对涂层反射隔热性能的影响。结果金红石型二氧化钛、空心玻璃微珠和远红外陶瓷粉的最佳添加量(占成膜物质总质量的百分比,全文同)和平均粒径分别为25%和0.25μm、9%和325目、9%和1μm。此时对应涂层的太阳光平均反射率、导热系数、8~14μm波段的红外发射率分别为85.88%、0.05 W/(m·K)和0.91,隔热性能优异。结论填料添加量和平均粒径对建筑节能涂层的隔热性能均具有一定的影响,实际应用时可根据需要选择填料添加量和平均粒径。     

热力系统热损耗的红外热像诊断技术

针对火电、冶金及石油化工等热力系统因热漏造成能源浪费的现象,在评述传统测量热损耗方法,如热流测试法、导热传热法、对流传热法及焓降法不足的基础上,提出了利用红外热像诊断技术测量热损耗,评价热力设备保温效果的方法。通过对吉林石化某厂圆柱型热反应器设备进行实测与计算,得到了热漏超标部分导致的直接经济损失。结果表明,红外热像诊断与保温评价方法具有广泛的应用价值。     

冷颜料在红外隐身涂料中的应用

目的通过冷颜料降低目标的表面温度,起到红外隐身的作用。方法采用XRD衍射仪和紫外/可见光/近红外分光光度计等,分析颜料的相结构及近红外光谱特性。采用红外辐射率测量仪、紫外/可见光/近红外分光光度计和红外灯模拟太阳光照射,分析涂层的红外发射率及反射隔热性能。结果与炭黑颜料相比,铁铬黑颜料的近红外平均反射率为57%,且反射光谱与叶绿素基本一致;当填料质量分数为10%时,铁铬黑涂层的近红外反射率最大,平均反射率为39.2%,红外发射率为0.91;20%(质量分数)炭黑涂层和10%(质量分数)铁铬黑涂层相比,铁铬黑涂层的反射隔热效果明显,其平衡温度较普通炭黑涂层低8.8℃。结论红外隐身材料应考虑颜料对涂层红外发射率的影响,在满足涂层颜色的条件下尽量控制颜料的添加量,实际应用中以颜料添加10%(质量分数)为宜,在满足涂层反射隔热要求的同时,保证了涂层的红外发射率。     

大型航空构件专用热氢处理炉流-热-固耦合仿真分析

采用冷壁结构设计的大型航空构件专用热氢处理炉结构复杂,多层隔热结构炉胆隔热屏板厚度极薄,导致网格划分和模拟计算十分困难。本文采用等效热阻的简化思路,在保证计算精度的前提下,将多层结构的炉胆等效为一层,节约了计算资源,实现了热氢处理炉的全尺寸流-热-固耦合仿真。评估了热氢处理炉的隔热效果,在炉温1000 ℃时,炉胆外壁面温度只有200~350 ℃,呈条纹状分布;冷壁结构设计的炉壳外层壁面温度约25 ℃,具有较好的保温隔热效果;最大热应力264 MPa,位于料台底座;拉伸性能测试表明,料台底座Q235钢经300 ℃渗氢处理后抗拉强度约为565 MPa,安全系数为2.14。本文分析了热氢处理炉的温度场、热应力场,并评估了其安全储备系数,为大型热氢处理炉全尺寸仿真提供了思路,为结构设计提供了数据支撑。     

隔热保温涂料的研究发展及应用

从隔热保温涂料的基本原理出发,根据隔热机理和隔热方式的不同将隔热保温涂料分为阻隔型、反射型和辐射型三类,简要介绍了这三种类型隔热保温涂料的隔热机理,概述了隔热保温涂料的应用现状,同时结合石油工业中稠油热采存在的问题与采油油管表面的工作要求,提出了在隔热油管表面采用无机高效隔热涂层的应用构想,总结了隔热保温涂料的发展趋势,最后指出了目前隔热保温涂料发展研究存在的问题与不足。