波纹板外吹环降噪优化设计与实验研究

针对热镀锌车间外吹环吹除波纹板多余锌粒时,外吹过程中产生的强噪声对车间工作人员及周围居民造成严重影响的问题,对外吹环喷嘴进行优化改型,在原始狭缝喷嘴上增加半圆形出气口槽。并采用大涡模拟结合FW-H方程对改型前后的外吹环声场特性进行分析,结果表明:原始外吹环喷嘴出口中心位置处的噪声最大达到121 dB;当增加的半圆形槽个数为30,直径为1 mm时,改型后外吹环最大噪声降至85.7 dB。为了验证数值仿真结果的正确性,对改型前后的外吹环射流噪声进行了实验测量,实验结果表明,改型后的外吹环具有良好的降噪效果。     

新型内吹环的设计与多喷嘴内吹环流场分析

针对车间喷嘴吹扫镀锌钢管内部多余锌粒时,出现的消耗大、喷管出口速度低、吹扫效率低等问题,设计一种新型的内吹环结构。这种结构由4个喷嘴组成,每个喷嘴的结构内轮廓为B样条曲线,喷嘴出口采用椭圆形结构。对原内吹环与新型内吹环进行流场仿真,仿真结果表明:新型内吹环的吹扫效果要高于原内吹环。并且研究了内吹环出口到管口的距离、喷嘴压力以及喷嘴出口直径对于流场的影响。其结果表明:靶距为40 mm的吹扫效果要优于20和30 mm,内吹环压力为0.6 MPa时射流速度大于压力为0.3和0.15 MPa,出口截面积越小吹扫效率越高。     

高压低耗散新型喷嘴的设计及数值仿真研究

针对热镀锌车间内吹环喷嘴吹扫钢管内部多余锌粒时耗气量大、出口速度低、冲击力小等问题,设计一款高压低耗散的新型喷嘴,喷嘴内轮廓线采用四次B样条曲线,出口采用椭圆形设计。基于流体力学的基本方程和S-A湍流模型,建立了吹扫射流的数学模型。分析不同入口压力条件下,入射角为30°、45°、60°、90°时,射流对管壁的打击力,并研究喷嘴出口与管口距离的变化对打击力的影响。结果表明:B样条喷嘴冲击到壁面的压力、喷嘴速度和气帘宽度均大于传统的锥直形喷嘴,吹扫效果明显提高。     

100t精炼钢包底吹氩工艺物理模拟研究

根据相似原理,对100 t精炼钢包建立了几何比例为1∶3.5的水力学模型。通过测试研究了不同底吹条件对钢包混匀时间的影响,确定了100 t钢包底部透气砖位置和底吹工艺。得出单喷吹时,0.6R位置为最佳吹气位置,吹气量应控制在(200~300)L/min,与目前工艺条件的混匀时间相差不大。双喷嘴最佳吹气方案为:喷嘴位于0.6R处,两喷嘴夹角为120°。同等吹气量下双喷嘴吹气时的混匀时间较之单喷嘴吹气时的混匀时间更长。     

复吹转炉用透气砖底吹的工艺试验

一、前言转炉复吹技术是当前氧气转炉炼钢的发展方向。然而以管式或环缝式喷嘴作底吹元件的复吹转炉,炉底结构虽然比较简单,但底吹气量调节范围比较小,同时,这些喷嘴的供气不够分散均匀,倘若底吹用气经加压机输出的压力较低时,其供气强度就要受环缝宽度或喷嘴出口截面的限制,另外,喷嘴易受各种因素的浸蚀而凹进炉底,影响底吹效果。由于透气砖具有较大的供气调节范围,并在较低的供气压力下不易受堵。此外由于透气砖供气面积大,气泡分散性好,分     

转炉熔渣中底吹气体搅拌行为研究

采用数值模拟方法,研究了转炉溅渣护炉前向熔渣底吹气体过程喷嘴个数、底吹流量以及底吹位置对熔池中流场的影响规律。结果表明,采用四喷嘴,控制底吹流量1.14 m·s~(-1),能获得混匀时间短、成分较均匀的良好流场。在熔池尺寸较大时,偏心底吹流场影响较小。     

多孔喷吹钢包内流动和混合过程的数学物理模拟

通过对多孔喷吹钢包内流动和混合过程的数学模拟和物理模拟，考察了六种不同喷吹方式下钢包内的流动及混合特征，提出了能获得以软吹且混合快为目的的喷嘴布置及考虑喷嘴个数影响的混合时间关系式。数学模拟与物理模拟的结果相一致．     

多孔喷吹钢包内流动和混合过程的数学物理模拟

通过对多孔喷吹钢包内流动和混合过程的数学模拟和物理模拟，考察六种不同喷吹方式下钢包内的流动及混合特征，提出了能获得以软吹且混合快为目的喷嘴布置及考虑喷嘴个数影响的混合时间关系式。数学模拟与物理模拟的结果下一致。     

顶底吹转炉废钢预热新工艺

日本新日铁公司八幡厂在其LD-OB顶底吹转炉上采用了一种废钢预热的新方法,在铬系不锈钢的生产中取得了显著的效果。该厂LD-OB转炉原先是采用底吹环缝喷嘴的外管吹煤油,内管与顶枪吹纯氧的方法对废钢进行加热的;但这种方法往往会造成废钢料的吹损与氧化损失。为了提高金属收得率,该广研制了一种新的废钢预热方法,即用氮气稀释顶枪与底吹喷嘴中喷出的氧气,降低炉内温度,防止废钢料熔融。同时,每隔数分钟将转炉摇动一次,使废钢料在炉内均匀受热。采用这些措施后,废钢料的吹损与     

气雾喷粉管路及喷嘴设计原则

对气雾喷粉工艺中的管路能耗进行了分析,认为管路短、管径粗、管壁光亮及接头少、弯道曲率半径大等,有利于降低能耗：而适当增大雾化器的内腔直径与环缝出口直径之比、适当减小环缝宽度,有利于雾化气体自喷嘴缝出口射出口射出的合成速度,以提高雾化效率：雾化气体自喷嘴射出后,形成一空心的对顶气锥,漏管应伸至能封住气锥瓶口的位置,以保证不堵嘴及漏管。     

三通道激光熔覆同轴送粉喷嘴气体速度场试验

在激光熔覆过程中,三通道同轴送粉喷嘴是关键部件,它利用惰性气体将金属粉末稳定地输送到熔池,同时形成保护流场,隔绝周围的空气。喷嘴气体流场对粉末的汇聚和高温区域的保护具有显著的作用,直接影响粉末利用率、金属材料性能和零件的成形精度。为了研究喷嘴保护流场特性,文中采用粒子图像测速(PIV)技术结合数值模拟计算,对自研的三通道同轴送粉喷嘴气体速度场分布进行了试验和分析。结果表明,喷嘴中心、内环和外环三个通道出口的气流速度一致时,喷嘴所形成的流场较为稳定,没有涡流存在。因此,粉末的汇聚性及对溶池的保护效果好;当外通道气流速度大于内通道时,在工件表面上出现旋涡,流场呈不稳定状态;随喷嘴与工件表面距离增加,有效保护范围减小。     

高速燃气喷涂枪用燃油雾化喷嘴结构参数优化

为开发出以航空煤油为燃料的新型高速燃气喷涂枪,需设计出高效的煤油雾化喷嘴.文中提出了一种双气流空气助力雾化喷嘴,并运用计算流体动力学（CFD）模拟技术计算了该喷嘴的气流场,分析了喷嘴主、辅气出口截面积比对雾化气流场分布的影响规律,发现主、辅气出口截面积比增大,气流的喷射锥角相应增大,最大速度减小.综合考虑喷射锥角和气流速度对雾化效果的影响,确定主、辅气出口截面积比在1.01~1.34范围内喷嘴雾化效果较好.利用高速摄像系统对优化喷嘴的喷雾形态进行了试验分析,发现拍摄到的喷雾形态和计算机模拟结果一致,具有良好的雾化效果.     

熔融沉积技术喷嘴结构尺寸优化研究

针对熔融沉积技术成型过程中丝材堵塞喷嘴现象，提出对喷嘴结构尺寸优化的思路。通过喷嘴出口截面温度场仿真，结合散热长度、出口长度及收敛角3个因素进行正交试验分析，得到喷嘴最佳结构尺寸组合。对比喷嘴优化前后实际打印过程及制件的表面质量、三维尺寸精度，结果表明：优化后的喷嘴能明显提高制件精度，同时可有效降低丝材堵塞发生的概率。     

基于CFD的液氮消防喷嘴两相流数值分析

为了研究液氮消防喷嘴的射流特性,对氮气和水混合喷射的两相流喷嘴建立数学模型和几何模型,利用计算流体力学的方法对气液两相流射流流场的速度、压力、密度等物性参数进行数值模拟仿真分析。并改变喷嘴的入口、出口以及总长度等参数进行仿真,对比不同参数时的射流速度,从而得到喷嘴的最佳尺寸参数。压力仿真云图的结果表明,喷嘴弯折处易出现负压,因此在设计时应将喷嘴设计成曲线型。     

吹气情况下异型坯结晶器水口结构的物理模拟

为改善某钢厂异型坯结晶器的流场,以此钢厂异型坯连铸结晶器为原型进行物理模拟研究,并优化其水口结构。试验主要以不同吹气情况下的流场显示、波高测量、电导率测量来研究不同水口结构对结晶器流场的影响以及不同水口结构下结晶器流场的变化规律。结果表明,底孔直径为17mm、吹气量为3L/min的试验条件下结晶器液面波动情况更佳,结晶器内有更好的粒子和墨水流场,这在实际生产中有利于结晶器内温度和成分的均匀,有利于形成良好凝固坯壳,且浇铸过程中不容易产生卷渣。     

多级调压型磁流变阀结构优化设计

根据磁流变液在磁场作用下的可控可逆特性,在传统磁流变阀阀芯上缠绕三组励磁线圈,与阀体一起组成4个可变阻尼间隙,形成一种外侧圆环阻尼间隙多级调压型磁流变阀。采用ANSYS有限元仿真软件对多级调压型磁流变阀进行了磁场仿真,得出了磁力线分布和磁感应强度大小。基于仿真后处理数据对磁流变阀进行了结构优化,得出了该磁流变阀的最佳结构参数,并对结构优化前后阻尼间隙处的磁感应强度以及进出口阀压差进行了对比分析。相关优化设计方法和思路对磁流变阀设计具有一定的理论指导意义。     

退火工艺对980 MPa级热镀锌双相钢组织及性能的影响

利用奥钢联热模拟试验机模拟980 MPa级双相钢连续退火镀锌过程,利用拉伸试验机、光学显微镜和扫描电镜研究连续镀锌工艺中均热温度和快冷出口温度对双相钢组织及力学性能的影响。结果表明,经热镀锌退火后,980 MPa级双相钢的微观组织为铁素体+马氏体,组织中有Nb,Ti碳氮化物析出。随着均热温度的升高,马氏体体积分数呈逐渐增加的趋势,屈服强度和屈强比不断升高。快冷出口温度从340 ℃升高到430 ℃,马氏体发生回火分解,降低了试验钢的屈服强度,同时改善了伸长率。快冷出口温度为400 ℃时,强塑积达到最大值13.9 GPa·%。当均热温度为840 ℃,快冷出口温度为460~480 ℃时,可以获得抗拉强度在980 MPa级以上的双相钢。     

轧制吹扫喷嘴结构仿真优化

为优化吹扫用喷嘴内部结构,改善吹扫效果,运用CFD软件对几种典型结构的喷嘴的内部流动进行了有限元仿真,得到了相应的流动特性参数等结果。对比分析了仿真结果,结合各种结构的加工工艺性,提出了渐进抛物线型截面的喷嘴结构方案。最后通过试验数据,证明了采用该结构的喷嘴具有一定的优越性。