二甲苯装置能效提升优化措施及效果

芳烃联合装置的二甲苯装置主要以对二甲苯为目标产品,主要不足是装置能耗较高。以制约二甲苯装置能效提升的共性问题为切入点,优化了二甲苯装置换热流程,降低二甲苯塔再沸炉燃料气消耗;建立了新型缠绕管换热器设计计算模型,提升换热器设计精度;同时设计了二甲苯装置低温热高效回收网络系统,显著降低了装置能耗。工业应用结果表明,改造后装置燃料气消耗量总计降低0.87 t/h,回收低温热29.56 MW,综合能耗累积降低3 118.6 MJ/t,大幅提升了二甲苯装置能效,对二甲苯装置节能改造具有指导意义。     

高含硫气井井筒硫沉积模型

在高含硫气藏的开发过程中,随着井筒温度、压力的降低,硫会在井筒中析出沉积,严重影响气井的正常生产和管道安全。目前多数硫溶解度模型受使用条件的限制,无法准确预测不同温度、压力条件下的硫溶解度。针对高含硫气井的气体组分特征,在Hu溶解度模型的基础上,结合多相流和传热学理论,建立了高含硫井筒温度、压力分布模型以及硫沉积预测模型。对某高含硫气田进行实例分析,计算得出温度分布、硫溶解度分布规律以及硫沉积量,并研究了气井日产量、硫化氢体积分数对井筒硫沉积的影响规律。研究结果表明:硫溶解度从井口到井底逐渐增大,呈非线性变化;同一时间,气井产量增加,井口温度升高,则硫溶解度增大,硫在井筒的析出位置上升,井筒相同深度的硫沉积量增大。模型计算出的硫析出位置与实例相比,误差小于1%。准确预测井筒中的硫沉积,有助于更好地管理具有潜在硫沉积问题的气井。     

水火成形工艺温度对10CrNiCu钢显微组织和力学性能的影响

为了研究不同水火成形温度对10CrNiCu钢组织及性能的影响,在标准水火成形工艺评定试板上进行了不同温度水火成形试验,每种温度采用三次重复下火试验。工艺试验结果显示,10CrNiCu钢经历678~983 ℃水火成形后,显微组织仍为铁素体与珠光体双相组织;随着水火成形温度升高,晶粒逐渐长大,且铁素体呈双峰分布,珠光体出现偏析和定向分布;随着水火成形温度升高,10CrNiCu钢的抗拉强度有所升高,而屈服强度、冲击功和硬度略有下降;当水火成形温度高于856 ℃时,10CrNiCu钢的焰道边缘处吸收冲击功与硬度均有所下降,且焰道边缘处附近硬度低于母材,最大下降幅度为18HV10,但均满足相关规范要求。研究表明,980 ℃水火成形后10CrNiCu钢仍有良好的服役性能,可以根据现场变形量的需求,选择合适的水火成形温度。     

基于ANSYS的Ti2AlNb钛合金电子束焊接数值模拟

为了优化Ti2AlNb钛合金的电子束焊接工艺,利用ANSYS有限元分析软件对壁厚3.5 mm的Ti2AlNb钛合金电子束焊接过程进行数值模拟,运用双椭球热源进行加载,改变电子束流以及焊接速度,分析了电子束流和焊接速度对温度场分布、熔池形貌、熔深、熔宽以及热循环性能的影响,确定了最优的焊接工艺参数。模拟结果显示,焊接速度越小,熔深越大,熔宽也越大;电子束流值越大,熔深与熔宽均增大;电子束流值越大,峰值温度越大;焊接速度越快,峰值温度越小,且升温至峰值温度的时间越短。研究表明,加速电压60 kV,电子束流值为35 mA,聚焦电流380 mA,焊接速度600 mm/min为3.5 mm厚Ti2AlNb钛合金电子束最优焊接工艺参数。     

翅柱式IGBT水冷散热器的热仿真与实验

为分析翅柱式绝缘栅双极型晶体管(IGBT)水冷散热器的换热性能,利用Hyper Mesh软件对IGBT元件和完整散热器建立高质量的网格,通过FLUENT软件计算得到了水冷散热器内部槽道的流速分布、IGBT元件与水冷散热器的温度场分布。为验证仿真方法的可行性,建立了水冷测试系统进行温升实验。考虑到IGBT元件不能长时间工作在极限工况,损耗特性与结温互相影响以及内部芯片结温不便测量等问题,实验中采用了自制的模拟热源代替IGBT元件。以实验条件作为输入参数,建立模拟热源与水冷散热器的网格模型并求解计算,对比分析表明水冷散热器安装面上测温点仿真结果与实验数据的相对误差在4%以内。     

不锈钢薄板高速高功率激光对接焊模拟分析

为了优化高速高功率激光焊的焊接工艺,需要准确预测焊接过程中温度场和应力场的变化;首先通过不锈钢薄板对接焊实验校核了组合热源模型,然后利用 Simufact Welding 软件对焊接材料的温度场和等效应力分布进行了数值模拟;结果表明：实验焊缝截面形状与仿真计算结果吻合良好;激光热源前半部分温度梯度较大,后半部分温度梯度小;焊接过程中热输入量越大,冷却后焊缝区域的残余应力越大;在金属熔化作用下,焊缝区域的等效应力先增加后减小再增加;在保证焊接性能的前提下,通过减小激光功率或增加焊接速度,可以减小焊接变形和出现裂纹的可能性。     

圆柱状卫星侧表面温度场均匀化设计

温度场均匀化设计因有利于航天器的稳定高效运行而获得越来越多的重视。本文针对简化的圆柱状卫星,采用仿生优化方法对给定量的高导热材料进行优化分布,以均匀化卫星侧表面温度场。同时,本文还基于理论分析了温度场均匀化过程中卫星的导热热阻和辐射热阻的变化情况,讨论了太阳光入射角度对卫星侧表面温度场的影响。结果表明,仿生优化方法能有效均匀化温度场,但该优化结果对应的温度场的稳定性在一定程度上受太阳光入射角度影响;在温度场均匀化过程中,卫星导热热阻与辐射热阻呈下降趋势,这表明卫星侧表面的传热性能在这一过程中得到了提高。     

火药温度模拟测量装置设计

研制与某火箭炮推进剂温度变化特性曲线一致的替代材料,并模拟发动机装药结构进行结构设计;在此基础上,通过设计的药温实时测量装置测量该推进剂相似体,间接获取火箭炮推进剂的温度,并将数据通过串口实时可靠地传送到火控计算机用于弹道解算;该测量装置以单片机 AT89S52作为主控芯片,为保证可靠性,有效利用了单片机内置的看门狗模块,温度测量利用单总线测温元件 DS18B20实现,测量结果由液晶显示器显示;试验证明：药温测量精确度等各项性能指标均达到要求,完全可以满足现代火炮和火箭炮对数字化和信息化的要求。     

基于FFT旋转弹丸转速数据处理方法

针对高速旋转弹丸的转速测试问题,分析了转速测量装置硬件设计和转速数据的处理方法。根据电磁感应原理。利用傅里叶变换技术将时域电压信号转换为频域信号,对含有噪声的电压信号进行频谱分析,提取幅值最大的频率分量所对应的频率值即可认为是弹丸的实际转速,其它频谱分量认为是噪声分量。在某靶场进行实际弹道实验,利用所提方法对实际实验数据进行处理,得到了全弹道的转速-时间数据。实验及数据处理结果表明:所提方法可行,对实际工程应用具有较大的指导意义。     

气象分层对地炮弹道虚温偏差量计算的影响

为了研究不同弹道气象分层方法对地炮弹道虚温偏差量(BVTD)计算结果的影响,论述了炮兵弹道气象分层方法,分析了目前研究中弹道分层方法存在的问题,基于实际探空资料计算了不同分层数量下的BVTD。结果表明:随着弹道气象分层数量的增加,最终BVTD将逐渐趋近于一理想值,当弹道气象分层数量达到20层时,BVTD即可达到与高空气象探测一致的误差水平;增加弹道气层分层数量,将提高地炮BVTD的计算精度,有助于提高炮兵气象保障的水平。