蒸汽发生器传热管双向流固耦合数值分析

以大亚湾核电站蒸汽发生器为原型,考虑一、二次侧流体的共同作用,进行蒸汽发生器传热管双向流固耦合数值模拟。计算结果表明:所采用的双向流固耦合方法能较好地捕捉到蒸汽发生器传热管的位移变化规律,传热管中心截面的位移最大,且平衡时向第3象限偏移,由于流体弹性不稳定性的影响,X、Y方向的位移大小并不相等。沿传热管高度方向应力关于中心截面(0.5m)对称分布,固定端附近由于固定约束的作用产生应力集中应力最大。不同截面上应力沿圆周方向的分布规律相似,受传热管位移的影响关于20°和200°所连的直线对称分布,在20°和200°附近出现应力极值。蒸汽发生器传热管双向流固耦合方法可为蒸汽发生器安全运行提供理论参考。     

蒸汽发生器传热管双向流固耦合数值分析

以大亚湾核电站蒸汽发生器为原型,考虑一、二次侧流体的共同作用,进行蒸汽发生器传热管双向流固耦合数值模拟。计算结果表明：所采用的双向流固耦合方法能较好地捕捉到蒸汽发生器传热管的位移变化规律,传热管中心截面的位移最大,且平衡时向第3象限偏移,由于流体弹性不稳定性的影响,X、Y方向的位移大小并不相等。沿传热管高度方向应力关于中心截面（0.5 m）对称分布,固定端附近由于固定约束的作用产生应力集中应力最大。不同截面上应力沿圆周方向的分布规律相似,受传热管位移的影响关于20°和200°所连的直线对称分布,在20°和200°附近出现应力极值。蒸汽发生器传热管双向流固耦合方法可为蒸汽发生器安全运行提供理论参考。     

利用图表确定筒体列管型热交换器的概略尺寸

在设备的设计阶段,想要知道将要设计的筒体列管型热交换器的概略尺寸时,如果对所有热交换器传热管的配置一一进行计算,效率很低,此时若利用图1和图2来确定是十分便利的。图中的读数,横轴表示筒体的内径,纵轴左侧表示传热管根数,右侧表示当装配某一数目的传热管,筒长(管子的有效长度)1 m 时所对应的传热面积,而斜线则表示筒体内径和这一内径时该筒体所能容纳的传热管根数之间的关系。     

传热管外液体流动数值模拟研究

采用计算流体力学方法(CFD),对传热管外液体流动过程进行了模拟研究.建立了传热管三维网格模型,考察了不同布液密度下液体在传热管表面铺展形态、流型、液膜厚度以及绕管停留时间的变化规律.该研究结果对于加深理解降膜流动过程,指导蒸发器优化设计和工艺条件优化有一定的借鉴意义.     

传热管强化传热能质综合分析

依据能量有效利用的观点,利用热力学(火用)分析原理,对传热管换热过程进行了能质综合分析.在表征能质品位的(火用)参数基础上,将换热过程的传热特性和阻力特性有机地结合,提出了能质分析的无因次准则函数.根据该函数,以静态混合器强化传热管为例,简要分析换热过程的综合用能情况,从而探讨传热过程的热力学能量特性分析方法.     

PBT冲击断口弧形形貌研究

分析了不同温度下聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的断口形貌,总结了PBT断口弧形条纹的形貌特征,定量研究了弧形条纹数量、特征区尺寸及表面粗糙度的变化规律,并对其形成机理进行了探讨。结果表明:PBT断口弧形条纹可分为脆性弧形条纹和韧性弧形条纹;随温度的升高,PBT断口弧形条纹的数量越来越少,弧形条纹间的平均距离越来越大,弧形形貌的平均粗糙度逐渐减小。     

纳米白炭黑-硅橡胶膜强化传热管制备及性能

实验采用涂覆-热处理法制备了纳米白炭黑-硅橡胶膜(SiO2-PDMS)滴状冷凝强化传热管,研究了纳米SiO2在铸膜液中质量分数及热处理温度对热通量和冷凝传热系数的影响;同时对纳米白炭黑-硅橡胶膜(SiO2-PDMS)滴状冷凝强化传热管表面进行了SEM,FT-IR及接触角分析。实验结果表明:实验所制传热管均实现滴状冷凝现象;纳米SiO2在铸膜液中质量分数影响传热管传热性能,随纳米SiO2质量分数增加,表面水接触角增加,其中纳米SiO2质量分数为0.1%时,传热管表面水接触角可达125.85°,其冷凝传热系数比相应的膜状冷凝提高了3.1—3.3倍,热通量是相应膜状冷凝的1.42—1.44倍;热处理温度为265℃时,传热效果最好。     

高性能纤维扭转疲劳断裂研究

在自制的扭转疲劳装置上,进行对位芳纶和超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维扭转疲劳实验,分析扭转机理及其扭转疲劳断口形貌特征。结果显示,相同条件下,UHMWPE纤维的耐扭转疲劳性能优于对位芳纶。对位芳纶扭转疲劳断口呈现原纤分裂,UHMWPE纤维皮层呈蠕变特征,芯层有脆性断裂特征。     

SiC/(W,Ti)C陶瓷喷嘴材料的制备及其性能

本文以SiC为基体,添加(W,Ti)C固溶体增韧相,采用热压烧结工艺制备出新型Sic/(w,Ti)C陶瓷复合材料.研究表明:SiC/(W,Ti)C陶瓷材料的性能与(W,Ti)C的含量、成烧温度、保温时间等密切相关.随(W,Ti)C含量的增加,材料的致密度、抗弯强度和断裂韧性增加,硬度减小;SiC/(W,Ti)C陶瓷复合材料的最佳性能参数为:抗弯强度631 MPa,维氏硬度25.944 GPa,断裂韧性4.38 MPa·m1/2.通过分析材料的显微结构和断口SEM照片,发现SiC/(W,Ti)C陶瓷材料的断裂机制为沿晶和穿晶断裂特征同时并存,即断裂方式为沿晶断裂和穿晶断裂相结合的混合断裂.     

表面喷涂多孔铝传热管的试验研究

以工业纯丙酮为沸腾介质 ,对相同尺寸的普通碳钢管和表面喷涂多孔铝传热管进行传热试验研究 ,并将其数据进行比较 ,得出相关曲线。该研究结果为表面喷涂多孔铝传热管的开发和利用提供了可靠依据。     

WC含量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响研究

用传统的粉末冶金方法制备了不同WC含量的超细Ti(C,N)基金属陶瓷试样,运用SEM,EDX等手段对材料的显微组织进行了表征分析,并用这些显微组织的特征和差异解释了材料宏观力学性能的特点.结果表明,金属陶瓷的组织为典型的两相结构特征,其中陶瓷相的芯、壳结构(core/timstructure)与溶解析出机制有关.少量WC的加入能提高材料的力学性能.断口SEM分析表明:断裂机理为典型的混合型断裂(穿晶断裂和沿晶断裂),金属相存在着明显撕裂的痕迹.     

无机热传导技术介绍之十二

(上接 2 0 0 2年第 4期第 61页 )43　无机传热管设备的适用性分析由于无机传热管设备应用范围很广 ,不可能在短时间内全部摸清用户和市场的需求状况 ,故建议将其应用开发课题重点放在化工行业中。化工厂中换热设备的数量约占全厂设备总台数的1 /3以上 ,容易找到适用市场。以下介绍国内化肥厂中能应用无机传热管的几种换热设备。( 1 )循环水冷却塔　大多数化工厂和化肥厂都设有循环冷却水系统 ,为使冷却水能循环使用 ,被加热后的冷却水需送至循环水冷却塔 (俗称凉水塔 )进行冷却 ,冷却后的水再送至各有关用户循环使用。 1个年产 4万吨的合成…     

O''-Sialon-ZrO2-SiC(nm)的制备及力学性能

采用热压烧结工艺合成了O’ Sialon -ZrO2 -SiC(nm) 复合材料 ,研究了该复合材料的力学性能及显微结构。结果表明 ,材料抗折强度随温度的变化属Ⅰ类曲线变化规律 ,Sialon、SiC多晶以及晶粒粗大、层状结构SiC的存在可能是导致材料强度不高的主要原因。断口的显微结构研究表明 ,复合材料在室温时的断裂以穿晶断裂为主 ,中、高温时则为沿晶断裂     

波形垫圈断裂分析

材质为65Mn的波形垫圈使用过程中发生断裂,为了探索断裂的原因,应用碳硫分析仪、等离子电感耦合发射光谱仪、光学显微镜、扫描电子显微镜对该垫圈断裂处进行了化学成分、宏观、微观等分析。研究结果表明：垫圈的化学成分符合产品的技术要求,垫圈主要是由于硬度超出技术要求引起脆性断裂,残余氢导致断口呈沿晶特征。在此基础上提出了相应的改进措施。     

O''''-Sialon-ZrO2-SiC(nm)的制备及力学性能

采用热压烧结工艺合成了O'-SialonZrO2-SiC(nm)复合材料,研究了该复合材料的力学性能及显微结构.结果表明,材料抗折强度随温度的变化属Ⅰ类曲线变化规律,Sialon、SiC多晶以及晶粒粗大、层状结构SiC的存在可能是导致材料强度不高的主要原因.断口的显微结构研究表明,复合材料在室温时的断裂以穿晶断裂为主,中、高温时则为沿晶断裂.     

单向板横向拉伸断口的分形研究

本文用分形理论对单向板在横向拉伸情况下的断口分形曲面进行了研究,并用高维分形的降维方法,导出了纤维在基体内按两种正六角形列阵排列的单向板在横向破坏时分别沿基体内和沿纤维与基体之间粘接面断裂的四种破坏模型的断口分形曲面的分形维数。     

锆材管件的失效分析

某化工企业装置中,其锆材(Zr702)管件在生产过程和停车检修时均发现裂纹,并且裂纹已经贯穿管壁。根据对出现裂纹的管件进行断口分析和能谱分析可知,锆管的开裂是沿晶开裂。引起锆管开裂的因素包括力学因素、焊接因素以及温度、介质因素等。     

碳纤维三维编织复合材料横向变形损伤声发射监测

利用声发射(Acoustic Emission,简称"AE")技术和数字图像相关(Digital Image Correlation,简称"DIC")方法,结合破坏断口形貌,研究三维五向编织复合材料横向拉伸状态下的变形与损伤规律,分析横向拉伸力学响应、表层变形场及声发射信号特征。结果表明:三维五向编织复合材料的横向拉伸极限载荷较小,力学曲线分线性和非线性两个阶段,破坏曲线为非线性,与横向拉伸破坏机理有关。撞击累计数的递增趋势能较好地反映材料的损伤演化过程。三维编织复合材料横向拉伸破坏断口沿纤维编织方向呈非平齐状,失效模式主要为基体开裂和纤维脱粘以及少量的纤维断裂。表面全场信息很好地反映了材料横向拉伸损伤演化特征,为三维编织复合材料结构健康监测提供了依据。     

磷块岩的岩爆碎屑细观分析与岩爆演化研究

通过调查某磷矿的岩爆现场,并利用扫描电镜对磷块岩的岩爆碎屑进行细观分析,研究了岩爆的细观演化。研究结果表明:1)磷块岩岩爆碎屑的细观结构均较致密,岩爆碎屑板面主要呈张拉破坏特性,岩爆碎屑边缘断口主要呈张剪破坏特性;2)岩爆碎屑板面因受相邻岩体板面的相互挤压作用而呈断口表面的微小塑性变形特性,在碎屑边缘断口的交叉面附近因受应力集中作用而产生部分塑性变形;3)当岩体中存在优势裂纹时,岩体受优势裂纹作用产生沿晶断裂张剪破坏;当岩体中无优势裂纹时,岩体主要受压剪作用下的穿晶破坏;4)可将磷块岩的岩爆细观演化过程划分为岩体沿切向方向上的张拉破坏阶段、优势裂纹引发沿晶断裂致张剪破坏阶段或无优势裂纹时板面间的挤压引起塑性变形阶段、岩体应力集中产生塑性变形致使裂纹源的产生与贯通失稳阶段。     

三向碳／碳复合材料的高温断裂特征

研究了在机械/热模拟机上完成的三向编织碳/碳复合材料的高温拉伸力学性能实验及高温断裂特征。同时对断口形态进行了分析。实验结果表明:碳/碳复合材料在高温(1600～3000℃)拉伸曲线特征不同于它在较低温度及室温的特征。拉伸强度随温度的增高而增加,在2400℃时达到最大值,而后随温度增高而降低。断裂应变是随温度的增高而增加。断口分析发现碳/碳复合材料在高温下的断口组织要比低温光滑,且拉出纤维比低温少。