重油催化裂化进料雾化喷嘴出口结构对喷嘴性能的影响研究

采用Fluent软件,基于欧拉-欧拉方法的VOF多相流模型对喷嘴的内部流场进行仿真分析,研究喷嘴出口段结构参数对喷嘴性能的影响;在确定喷嘴出口段最优结构的基础上,应用基于欧拉-拉格朗日方法的DPM模型对喷嘴的外部雾化射流区域进行了雾化状态分析,并探究了喷嘴的雾化机制.结果表明:出口锥角θ=51°时喷嘴的性能最优,平均速度为101.19 m/s,湍流强度为2141.1％,达到最大值;出口长度L2=20 mm时喷嘴的性能最优,速度为101.03 m/s,湍流强度为2121％;出口直径d2=25 mm时喷嘴性能最优,平均速度为101.49 m/s,湍流强度为2101％,且出口直径d2对喷嘴的雾化性能影响最大.并根据优化后的结构尺寸进行了5:1比例缩小的实验,对喷嘴内部液相流动状态呈四点分布进行了验证,同时喷嘴外部雾化液滴分布锥角与仿真结果误差为3.81％,雾化液滴粒径最大误差为3.67％.     

转运系统曲线落煤管结构参数对煤流速度的影响

在转运系统中根据曲线落煤管的母线方程得出影响出口处煤流速度的主要结构参数。建立曲线落煤管内部煤流的动力模型,基于离散单元法,利用EDEM软件研究部分系统参数与曲线落煤管结构参数对落煤管出口处煤流沿输送带方向分速度与垂直于输送带方向分速度的影响。研究表明:改变曲线落煤管的高度、中心距和出口角度直接影响了曲线落煤管中煤流的速度;通过对3个参数的综合调节,可以使曲线落煤管出口处煤流的速度控制在目标值,降低因煤流与输送带的相对运动产生的皮带磨损和扬尘现象。     

改性滤料表面结构特性的研究

研究了改性滤料的表面结构特性,以探求研制高效、优质改性滤料的途径。结果表明,改性剂、涂层方法的不同,对改性滤料的机械强度、微孔体积、比表面积等有影响,会影响其去除微量有毒有害污染物质的效果。     

TIG表面重熔对堆焊层耐空泡腐蚀的影响

用氩弧熔化焊(MIG)在4020碳钢表面堆焊耐空泡腐蚀材料,然后采用TIG（钨极氩弧焊）,将堆焊层改性;通过与传统磨削表面加工对比,研究了TIG表面重熔对空泡腐蚀的影响.结果表明 : 在45 h空泡腐蚀试验后,磨削试样的累积失重量是TIG表面重熔试样的157倍;奥氏体到马氏体的相变是Stellite 21材料吸收空泡冲击能的主要途径,而TIG表面重熔加工可以延迟相变,延长吸收空泡冲击的时间,减缓空蚀;TIG重熔表面抑制了片层状马氏体的裂纹发展,避免了大的物质剥落.     

表面严重塑性变形过程中Ag-Cu共晶合金的结构演变

采用表面机械研磨处理技术对Ag-Cu共晶合金进行了表面严重塑性变形处理。采用硬度、透射电镜(TEM)等手段对Ag-Cu共晶合合金结构演变进行了研究。研究表明,采用表面严重塑性变形方法获得了具有纳米表层的Ag-Cu共晶梯度结构,合金变形层厚度为~100 mm,最表层纳米晶尺寸~10 nm。同时对其晶粒细化机制进行了讨论。     

喷嘴的几何结构对快速凝固铝合金粉末特性的影响

在试验工厂用限制性设计(confined design)的喷嘴进行气体雾化铝合金的试验,研究了喷嘴的几何结构对快速凝固金属粉末粒度的影响。试验中用N_2作雾化气体(以1.56兆帕的压力)雾化AA2014铝合金。结果表明,喷嘴的几何形状和尺寸对粉末粒度有很大影响。具有收敛-扩张型气体通道的小喷嘴生产的粉末较细;而仅具有收敛型气体通道的喷嘴或大直径喷嘴生产的粉末相对来说较粗一些。气体通道的喉颈面积小的喷嘴由于生产金属粉末的速率低时形成薄片,因而其使用受到了限制。当喉颈面积增大到输送气体的流速大于或等于3倍粉末生产速率时,喷嘴能很好地工作且不出现薄片。通过试验获得了输液管突出部分的高度最佳值,该高度小于或大于这个最佳值时就会形成粗大的粉粒。     

表面热功能结构制造领域的发展及关键技术

正等离子体电解氧化技术以等离子体液相烧结理论为基础,通过阳极化反应并形成相转化,在轻金属表面生成具有特殊微观结构的氧化膜。通过氧化膜纳米孔阵列微结构可控,使氧化膜的耐蚀性、     

抛光垫表面微细结构对抛光性能的影响试验

抛光垫是影响抛光加工效率和表面质量的关键因素之一,但影响规律和作用机理尚不清晰。为研究抛光垫表面微细结构对抛光性能的影响规律,制作有、无固结磨料的表面六边形微细结构抛光垫,分别对YG15硬质合金、单晶Si和单晶4H-SiC三种硬度差异较大的工件进行抛光试验。结果表明：各抛光垫对不同硬度工件抛光效果的影响规律一致,随着抛光工件的硬度增大,各抛光垫的材料去除率（MRR）减小,表面粗糙度Ra增大。抛光垫内的固结磨料能将MRR提高5～10倍,但也会导致Ra增大5～20倍。抛光垫表面微细结构会使得抛光过程中有效接触面积Ap和有效磨粒数Ns减小而导致MRR下降,而抛光垫硬度的增加能够部分弥补抛光垫表面微细结构造成的影响,抛光工件硬度越大,弥补效果越好。增加游离磨料能够有效降低抛光后Ra并提高硬度较大工件的MRR（上升约8%）,但对硬度较小工件的MRR有抑制作用（下降约27%）。根据抛光试验结果,建立工件-磨料-抛光垫接触模型,深入分析抛光垫表面微细结构、表面硬度对不同硬度工件抛光MRR和表面质量的作用机理,为不同工件抛光时抛光垫的选择提供了理论基础。     

生物材料表面微纳结构对成骨相关细胞的影响

生物医用材料表面性能,包括表面形貌与化学组成,对诱导骨组织形成并形成骨整合具有重要作用。细胞行为对基底表面形貌和组成的依赖性决定了设计不同功能表面的重要性。作者小组多年来从事生物材料表面微纳结构相关研究。在微图形方面,结合微加工和磁控溅射技术制备出的羟基磷灰石微沟槽;采用溶胶一凝胶与复制微模塑相结合的方法制备了TiO2微图形;采用掩模曝光电化学微加工技术和喷射电化学微加工技术,在钛基底上制备多孔微图形;通过转移微模塑法与自组装技术相结合,得到壳聚糖与牛血清蛋白复合微图形。在纳米结构方面,采用电化学阳极氧化处理,获得一定管径和管长的二氧化钛纳米管。在微纳多级结构方面,结合高压微弧氧化和低压阳极氧化制备了微纳多级结构钛表面。除了考虑微纳结构单独效应之外,还考虑了微纳结构化与生物功能化的协同效应,即在具有微纳结构的生物材料表面通过层层自组装等手段进行生物化学修饰。最后通过成骨相关细胞培养实验及体内植入实验,考察各试样的生物活性。研究表明,微米尺度表面促进骨细胞粘附、增殖、分化等,而纳米尺寸结构以及微纳多级结构对细胞功能具有进一步促进作用。微纳结构化与表面功能化修饰存在有协同效应。这些研究结果为微纳米技术应用于人体植入研究提供了新方向。     

微纳结构对硅基超疏水表面冷凝特性的影响

目的 研究微米结构中心距对微纳二级结构超疏水硅表面热交换效率的影响。方法 首先采用湿法腐蚀在硅表面构建中心距分别为22、24、26、28、30 μm的微米四棱台结构,然后采用溶胶-凝胶法在表面涂覆疏水的纳米二氧化硅颗粒,获得微纳二级结构超疏水表面。通过表面接触角测量仪分析表面的湿润性,通过扫描电镜观察表面的微观形貌特征,使用光学显微镜观察冷凝小液滴自迁移现象,使用电子天平称量表面的冷凝集水质量。结果 当纳米结构相同时,随着微米结构中心距的增加,液滴静态接触角减小,冷凝小液滴的自迁移频率变慢,相同时间段内,平均集水效率下降。当相对湿度大于90%时,会出现表面“淹没”现象。微纳二级结构超疏水硅表面（微米结构间距22 μm）的集水效率是单独微米结构硅表面的1.38倍、单独纳米结构疏水表面的1.27倍、疏水硅光片表面的1.75倍、光二氧化硅亲水表面的3.6倍。结论 当纳米结构相同时,在一定范围内适当减小微米结构的中心距,有助于增强微纳二级结构超疏水硅表面热交换效率。     

燃气弯管弧面结构电解铣削加工特性研究

液氧煤油火箭发动机燃气弯管具有尺寸较大、形状特殊的三维空间弧面结构,利用传统拷贝式电解加工技术难以获得理想的加工形貌.针对弧面结构燃气弯管的加工难点,研究采用电解铣削技术进行加工,基于新一代液氧煤油火箭发动机燃气弯管的尺寸等比缩小样件,试验了具有弧面结构的316L不锈钢在NaCl溶液中不同工艺参数下的电解铣削加工特性....     

滑移速度对织构表面气穴效应的影响

为研究不同的滑移速度对织构表面气穴效应的影响,建立单个微凸体织构的二维计算模型,利用CFD方法模拟不同滑移速度下气穴效应在气体体积率、压力分布和壁面剪切力等方面的表现。研究结果表明:当滑移速度不超过5 m/s时,织构表面的流体中不产生气穴;当滑移速度由5 m/s逐渐增大到20 m/s时,在织构流体出口端的收敛区将生成气穴,气穴的大小随着滑移速度的增大而减小,气穴处的气体体积率随着滑移速度的增大而增加;当滑移速度继续由20 m/s增大至30 m/s之间的某值以后,气穴的大小不再减小,气体的体积率仍随滑移速度的增大而增加。滑移速度在5~30 m/s的范围内,滑移速度越大,产生的额外承载力越大,壁面剪切力越大。此外,气穴的存在有助于降低壁面剪切力。     

钢管内表面鼓包形成原因分析

针对某次采用连铸坯生产N80-1的Φ139.70mm×7.72mm套管时部分钢管内表面出现鼓包缺陷问题进行了研究分析,发现鼓包周围存在较多、较大夹杂物。该夹杂物在钢管穿孔和连轧时在钢管内外表层形成薄片,在定径时形成鼓包。因此,减少钢中大型夹杂物含量是减少鼓包缺陷产生的主要措施。     

油井管调质处理时的表面氧化皮成因及其影响

分析了油井管调质处理时表面氧化皮的产生因素及其脱落情况。N80Q等高钢级油井管调质处理时,若燃烧气氛、加热温度、加热时间和钢的化学成分相对稳定,则管体表面氧化皮的残余量主要受热处理前管体表面粗糙度的影响,而受燃烧气氛的影响较弱。制管厂在轧管时应尽可能提高管体表面的光洁度,表面粗糙度Ra应在3.2以下;钢管如果露天存放,应进行防腐处理,以延缓其表面腐蚀;管体表面的氧化皮残余量应尽可能少,以保证油井管防腐层的附着力。     

金属波纹管内表面镀层冲蚀性能

目的 在明渠条件下分析挟沙水流对金属波纹管内表面镀层的冲蚀情况,明确冲蚀的机理及特征。方法 采用自主搭建的循环试验水槽平台对金属波纹管涵进行挟沙水流的冲蚀试验。将波纹管设计为A、B、C管段,根据水的流速变化,选取各管段波纹截面及测点。根据不同粒径区间,在0.12、0.24、0.47 mm工况下,冲蚀时间达到200、400、600 h时分别测量各测点,得到内表面镀层在不同工况、不同位置的冲蚀量。结果 采用扫描电镜观察0.47mm工况下B2波纹段的冲蚀形貌,结果表明,波峰和迎水面位置的冲蚀坑紧密分布,镀层的冲蚀现象最为严重。在1个波纹周期内,沿着水流方向,波峰位置的冲蚀量相对最大,且迎水面镀层的冲蚀量比对称位置背水面的冲蚀量大;在垂直于水流方向的横断面上,中轴线位置的冲蚀量相对最大,两侧逐渐减小。在同等条件下,沙粒粒径为0.47 mm工况下的冲蚀率相对最大,其中T₀断面处的最大冲蚀速率达到了6.31μm/100 h。结论 波纹管内表面镀层因颗粒冲蚀,镀层减薄,直至消失,进而导致波纹管的失效速率加快。波峰位置的冲蚀速率相对最大,以波峰为对称轴,迎水面的冲蚀速率大于对应位...     

断面尺寸对电脉冲处理45钢凝固组织的影响

对不同断面尺寸的45钢在凝固过程进行电脉冲处理的试验发现,在相同的电脉冲参数条件下,试样断面尺寸对电脉冲处理效果产生明显的影响。在试样断面较小时,试样整个断面均为细小的等轴晶,随试样断面尺寸的增加,细化效果降低。同时,试样断面尺寸对电脉冲处理的45钢微观组织也有明显影响,在小断面条件下,珠光体明显变薄,并呈现出不连续现象,而随断面尺寸增加,珠光体片层间距逐渐增加。     

基于能量平衡的管螺纹数控车床床身动态特性分析

以钻铤钻杆数控管螺纹车床为研究对象,通过Pro/E软件建立床身的三维实体模型,利用有限元分析软件Ansys进行动力学分析,在计算了床身的固有频率和能量分布的基础上,提出了依据变异系数来判断能量分布的均匀程度,并结合振型分析,寻找床身的薄弱环节,为机床加工的稳定性奠定了基础。     

音速喷嘴法气体流量标准装置的稳流结构优化

音速喷嘴法气体计量标准装置采用负压法和正压法两种计量方式对流体机型计量。为了提高计量的精确度,降低流体流动扰动对计量的影响,需要在前直管段安装稳流结构。目前稳流结构采用组合圆管方式,仍存在不足之处。因此,对音速喷嘴法气体流量标准装置的稳流结构进行优化,提出采用蜂窝状组合直管结构,并对两种结构进行建模和CFD模拟仿真。通过对比得知,蜂窝状组合直管稳流结构的稳流效果更佳。     

阀结构对水介质插装阀性能的影响

针对水介质插装阀在高压工况下容易产生气穴、气蚀和噪声的问题,设计不同的阀芯结构以及阀座结构来减小气穴及气蚀现象。通过理论分析得出减小气穴产生的方法,运用FLUENT仿真软件,研究不同的阀芯、阀座结构在高压工况下的气穴产生情况。结果表明:带有倾角的二级节流口具有较好的抗气穴特性,椭圆形阀芯能够降低压降集中;椭圆状阀芯与带倾角的二级节流口相配合时,气穴发生的程度相对最小。研究结论为设计水介质液压阀提供参考。