喷射成形过程中圆锭坯外形生长的数值模拟

通过多次试验后得出雾化喷嘴的雾化特性公式,在此基础上建立了一种模拟喷射成形过程中圆锭坯外形生长的数学模型.该数学模型考虑了喷射成形过程中各种工艺参数,如喷嘴的雾化参数、偏心距离、沉积盘的旋转速度和下拉速度等参数的影响.经过模拟计算,得到了锭坯生长的三维外形尺寸,与实际喷射成形制备的锭坯外形对比,二者吻合很好;采用该模型分析了不同时间下锭坯的轮廓形状、偏心距离以及下拉速度变化后的锭坯轮廓形状.综合分析得出,此数学模型可以预测在不同工艺参数下喷射成形锭坯的外形生长过程.     

喷射沉积过程中气体流场的测定及数值模拟

采用组合式皮托管测量的方法测量了喷射沉积过程中的雾化气体流场,并基于神经网络的方法对流场进行数值模拟,获得了较为精确的雾化气体压力与流场中轴向气体速度之间的关系,实现了对不同气压下气体流场的预测。     

喷射共沉积SiCp／Al复合材料的组织与力学性能

用喷射共沉积技术制备了含３５ｖｏｌ％ＳｉＣ的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料，用扫描电镜观察了这种复合材料沉积态的孔隙和ＳｉＣ颗粒分布。在拉伸实验机上测量了不同工艺条件下制备的ＳｉＣｐ／Ａｌ的应力－应变曲线，用扫描电镜观察了雾经前先抽真空，再充氮气保护工艺条件下得到的ＳｉＣｐ／Ａｌ经热压后拉伸试样的断口形貌，实验结果表明，沉积态复合材料孔隙数量较少，尺寸较小，ＳｉＣ分布均匀，雾化前抽真空并充氮气，热压均可提     

喷射成型锭坯形状的数值模拟研究

建立了描述喷射成型过程中沉积坯外轮廓动态生长的三维数学模型,该模型考虑了喷射成型过程中各种工艺参数的影响,这些工艺参数包括喷嘴的雾化特性值、偏心距离、沉积盘的旋转速度和下拉速度,在计算后进行数据处理得出了锭坯生长的三维外形轮廓,通过与实际喷射成型设备成形的锭坯对比,两种结果符合较好,并可用此模型来预测不同工艺条件下锭坯的外形生长轮廓。     

喷射成形过程雾化金属颗粒行为的数值模拟

采用CFD软件对喷射成形工艺过程雾化室内金属颗粒的行为进行了模拟,研究了不同雾化压力下、不同粒径的金属颗粒运动轨迹及温度变化情况。模拟结果表明,随着雾化压力的增大,金属颗粒的运动速度明显增加,金属颗粒到达沉积器上的温降更加显著,且颗粒运动轨迹的锥形区域扩散角减小;在相同的雾化压力下,粒径较大的金属颗粒在雾化室内的飞行速度和温降速率明显小于粒径较小的颗粒。     

喷射沉积Si-Al合金的数值模拟结果与分析

采用热辐射修正,模拟了喷射沉积Si-Al合金的凝固过程,研究了熔滴的速度、热交换作用系数、温度、熔滴冷却速度及固相分数与沉积距离的关系,讨论了辐射相修正前后熔滴的温度和固相分数的变化以及雾化压力和沉积距离对固相分数的影响.     

喷射沉积过程的计算模型

模拟了喷射沉积过程中的雾化过程;描述了熔滴在飞行中的动力学过程及凝固的热力学过程;建立了熔滴速度、温度、固相分数等参数与熔体过热度、气流速度之间的计算模型;通过对810℃的液态合金的数值计算,讨论了部分独立参数对该过程的影响.     

喷射成形雾化器结构对流场的影响

采用美国商用流体力学软件(CFD)模拟了喷射成形雾化腔内气体流动状态,分析了四种不同雾化器喷管结构的流场特点。结果表明:在一定的压力和尺寸条件下,汇聚喷管结构的高速射流区域比汇聚发散结构喷管大,对气体加速作用较好;导流管末端气流速度影响抽吸气体流率,从而影响引流效果;和汇聚发散结构相比汇聚结构喷管更适合用于双层雾化器引流结构。     

脱硫废水烟道喷射的数值模拟

以某电厂300 MW燃煤机组为例,对脱硫废水烟道喷射系统进行CFD数值模拟,研究了雾化粒径、烟气温度、烟气流速和喷枪布置方式对液滴蒸发的影响。结果表明:雾化粒径明显影响液滴群蒸发质量百分比和蒸发时间,在较低的烟温下(140℃),需要较小的雾化粒径(≤50μm)才能保证液滴完全蒸发;烟气温度对液滴群蒸发质量百分比和蒸发时间的影响显著,随着烟气温度升高,液滴蒸发速率加快,蒸发时间明显减少;烟气流速对液滴蒸发特性影响不大,随着烟气流速升高,烟气量增大,液滴群蒸发时间会降低,而液滴群蒸发质量百分比变化不大;在烟道同一截面处,不同喷枪布置方式对液滴蒸发影响小。     

喷射成型圆棒生长机制的数值模拟

喷射成型过程中沉积物的生长模型是基于法向表面的增长速度，该模型揭示了过程变量对沉积物形状变化的影响，在喷射过程中，沉积物形状经过一个最初的瞬时区域，最终将达到一种稳定状态，达到稳定状态的条件是收集器的后退速度Ｖ＜ａｃｏｓΦ     

氧化铝回转窑喷雾干燥塔的数值仿真

建立了氧化铝回转窑喷雾干燥塔的3D数值模型,应用CFD商业软件Fluent对其进行仿真计算。分析了塔内部温度、速度的分布及颗粒运动轨道与干燥速率。结果表明,干燥塔温度和速度分布较为合理,干燥带集中发生在中上部;塔内液滴的干燥速度较快,干燥塔的设计能够满足工艺的要求。实际工业应用表明,该工艺不但能降低建筑成本,也能够节约回转窑能耗。     

燃油加热炉燃烧过程的三维数值模拟

对燃油加热炉的燃烧过程进行了三维的数值模拟。其中,对燃烧器的复杂几何形状没有进行任何简化,实现了包括炉膛的结构化网格划分。在前人的基础上发展了计算燃油燃烧过程完整的数学模型,其中,气相的湍流流动采用k-ε模型,液雾颗粒相的湍流流动采用随机轨道模型,湍流燃烧采用EBU Arrhenius模型,辐射传热采用离散坐标模型。计算得到了炉内流场、温度场、液滴分布、组分分布的详细信息,并对炉内的燃烧特性进行了分析和解释。计算结果为燃油加热炉的设计和优化提供了很好的参考依据。     

喷射成型Zn60Al32Cu2Si6过喷粉末的研究

通过喷射成型技术制备了Zn60A132Cu2Si6合金粉末,并通过X射线衍射、扫描电镜及激光粒度仪对粉末的物相能成、微观形貌和粒度分布进行了分析.结果显示:粉末由富Al的а相、富zn的η相、Si相以及少量的富铜相ε-CuZn4组成,粉末形貌大部分为圆球形,且有卫星颗粒,粉末尺寸分布在2～40gμm之间.     

一种提高喷雾通风冷却塔换热效果的方法

冷却塔是干熄焦循环水系统的核心设备,其换热效果直接影响干熄焦发电量和耗水率。马钢干熄焦系统中应用的喷雾通风冷却塔在使用中出现换热效果不佳、壁流严重以及塔体振动等问题。分析了喷雾通风冷却塔的基本原理,建立其物理模型,并使用计算流体力学软件进行数值计算,找出了其换热效果差与壁流有直接的关系。最后提出了一种解决方案,通过对喷嘴缩径提高射流角度,减少了壁流,从而有效地提高了换热效果。     

棒材穿水冷却温度场的仿真研究

针对棒材穿水冷却过程,采用有限元仿真软件ANSYS对其进行了温度场仿真,建立了棒材温度场预报模型。该模型的仿真结果与实测值相吻合,能够准确地预测棒材穿水冷却过程的温度分布,为棒材性能预报与优化控冷工艺提供依据。     

喷射成型Zn60Al32Cu2Si6微观形貌及耐磨性能的研究

采用喷射成型工艺制备了成分为Zn60Al32Cu2Si6的高铝锌铝合金,并利用X射线衍射仪、扫描电镜等对合金的物相组成、微观形貌及磨损形貌进行了表征,利用摩擦磨损试验机对合金的耐磨性能进行了研究。结果表明:沉积态合金主要由过饱和的富铝相α′、富锌相η、硅相和沉淀强化相-εCuZn4组成,没有出现粗大的树枝晶,无严重偏析现象,且含有大量的共析层片状组织。挤压时效初期合金有典型的时效硬化特性,但是后期由于发生四相反应α+ε→Τ′+η,硬度反而下降,后期合金的组织为富铝相α、富锌相η、硅相和少量的T′。与铸造态相比,喷射成型制备的合金的耐磨性能有所增加,摩擦系数与磨损量都显著降低。