基于STAR-CCM+的防爆柴油机水冷式排气管数值模拟分析

防爆柴油机水冷式排气管是其排气装置的重要组成部分,是高温废气在排气系统各部件间流动时温度达标的重要保证。文章利用STAR-CCM+软件对两种水冷式排气管进行了网格划分和物理模型设定,通过数值模拟分析,结果表明:新结构的水冷式排气管温度分布均匀,没有出现过热区域,并且换热性能更好。     

结构参数对拉伐尔喷管空化特性影响的数值模拟

采用CFD方法模拟水在不同结构参数拉伐尔喷管中的空化流动情况。在一定的操作参数下,采用空化泡动力学模型模拟分析拉伐尔喷管不同入口直径、喉部直径、收缩段长度、扩张段长度、扩张段锥角等结构参数对空化效果的影响,并参照正交试验的方法研究各影响因素与水平之间的关系。结果表明：随着喷管喉部直径的减小,空化区域内的汽含率升高,空化数减小,空化效应增强;入口直径与收缩段长度的改变对喷管空化特性的影响不明显;在一定范围内增大扩张段锥角有利于空化强度的增加,但锥角过大反而抑制空化的进行;扩张段长度的增加可以影响空化产生的区域,但对空化强度影响较小;正交试验结果表明在几个结构参数之中,喉部直径的改变对喷管空化特性的影响最大。     

A novel contour design technique of super/hypersonic nozzle diverging section with sharing throat

A straightforward technique has been developed to quickly determine the wall contour of super/hypersonic nozzles working at multiply Mach number which share a common throat section.Mach number distribution along the centerline of the nozzle is specified in advance and divided into two sections,both of which are described by the b-spline function.The first section is shared by different exit Mach number nozzles.The nozzle contour is determined by the method of characteristics plus boundary layer correction.An example of this design method is employed to illustrate the technique with a computational fluid dynamics calculation.The simulation results indicate that desired Mach numbers are obtained at the nozzle exit,and the good flow quality is attained for different nozzles within δMa/Ma±0.56% in the flow core region.This technique improves the design precision of the converging-diverging nozzle,cancels waves completely,and achieves nozzles with multiple Mach number exiting which share a common throat section.     

纳米自组装大孔催化剂对催化裂化柴油的加氢催化性能

采用二次纳米自组装方法制备出具有大孔道的催化剂0106、1227,两种纳米自组装催化剂在30～100 nm孔径分布分别占11％、28％。纳米自组装催化剂具有低堆积密度和高金属含量等特点。在10 mL固定床微型反应器中,以镇海炼化的催化裂化柴油为原料,在温度360℃、压力7 M Pa、氢油体积比为600∶1、体积空速为1．5 h-1条件下,考察了两种纳米自组装催化剂的初活性评价,并与现有工业催化剂作对比。结果表明,两种纳米自组装催化剂0106、1227可使催化裂化柴油的含硫质量分数从12400μg/g分别最低降到483、283μg/g ,最高脱硫率分别为96．10％、97．71％;将含氮质量分数从1507μg/g分别最低降到35．7、14．0μg/g ,最高脱氮率分别为97．63％和99.00％;其最高芳烃饱和率分别为67．99％和68．88％;而参比催化剂仅可使催化裂化柴油的含硫质量分数从12400μg/g最低降到537μg/g ,最高脱硫率为94．57％;将含氮质量分数从1507μg/g最低降到64．6μg/g ,最高脱氮率为95．54％;其最高芳烃饱和率为65．65％。     

混配柴油凝点及溶解度参数的分子模拟研究

石化柴油中添加少量生物柴油调配混配柴油是当前研究的一个热点.分别用单组分、3组分和5组分正构烷烃构建石化柴油模拟系统,以亚油酸甲酯（ML）构建单组份生物柴油模拟系统.按2％、4％、6％、8％和10％物质的量比添加ML于石化柴油模拟系统中构建不同比例的混配柴油系统.利用分子动力学方法对各种系统的凝点区间及溶解度参数进行了模拟计算.利用热容等4个性质联合判断出各系统的模拟凝点区间,发现,随着ML的添加,系统的凝点总体呈下降趋势,说明生物柴油确具有明显的降凝效果,添加生物柴油可以使柴油的低温流动性增加.相比较而言,采用3组分正构烷烃构建石化模拟系统更为合适.通过对293 K时3组分石化柴油系统添加不同比例的ML构成的混配柴油系统的溶解度参数进行分析,得出了当添加比例为4％时两种油品的相容性最佳的结论.     

MOF-199固载过氧化磷钨酸盐催化剂的制备及其在柴油脱硫中的应用

采用简易的原位合成法合成了过氧化磷钨酸盐(TBA)₃PW₄封装于MOF-199孔道内的固载型催化剂(TBA)₃PW₄@MOF-199,借助电感耦合等离子体(ICP)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、场发射扫描电子显微镜(SEM)及N₂吸附-脱附等温曲线(BET)等分析手段对催化剂样品(TBA)₃PW₄@MOF-199的组成、稳定性及形貌进行了表征。采用含苯并噻吩(BT)、二苯并噻吩(DBT)、4-甲基二苯并噻吩(4-MDBT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT) 4种硫源的多组分模拟柴油与萃取剂组成的液-液双相系统,以双氧水为氧化剂,对催化剂的脱硫活性进行了探究,并探讨了催化剂用量、氧化剂用量及反应温度对脱硫效率的影响。结果表明：在最佳反应条件(反应温度70 ℃、催化剂(TBA)₃PW₄@MOF-199用量40 mg、H₂O₂用量0.26 mmol、模拟柴油体积0.75 mL及萃取剂［Bmim］PF₆体积0.75 mL)下,催化剂(TBA)₃PW₄@MOF-199的脱硫效率可以在80 min内达到99.9%,同时重复使用8次,脱硫效率仍保持在91%以上。该催化剂优异的催化脱硫活性及稳定性使其在工业应用上具有一定的前景。     

Improving the cold flow properties of biodiesel from waste cooking oil by ternary blending with bio-based alcohols and diesel from direct coal liquefaction

The utilization and popularization of biodiesel are always limited by its poor cold flow properties. Both bio-based alcohol and diesel from direct coal liquefaction (DDCL) has potential to enhance the cold flow properties of biodiesel. In this study, ternary blends of waste cooking oil biodiesel (BWCO) with DDCL and bio-based ethanol (ET) or 1-butanol (BT) were conducted to improve the cold flow properties of biodiesel. The pour point (PP), cold filter plugging point (CFPP), and cloud point (CP) of BWCO-ET, BWCO-BT, and BWCO-DDCL binary blends, and BWCO-ET-DDCL and BWCO-BT-DDCL ternary blends were comparatively assessed. Ternary phase diagrams were also applied to analyze the blending effect of the three components on the cold flow properties of biodiesel. Results showed that both DDCL, ET, and BT can remarkably enhance the cold flow properties of BWCO. When the ternary blends contain 20 vol.% BWCO and less than 40 vol.% ET or BT, DDCL together with ET or BT exerted positive effects on enhancing the low-temperature flow properties of BWCO, especially on the CP and CFPP. For ternary blends in 20:10:70 blending ratio, BWCO-BT-DDCL exhibited the lowest PP, CFPP, and CP of −23, −19, and −17°C, respectively. The crystallization behavior and crystal morphology of blended fuels are also observed via a polarizing optical microscope, and find that DDCL together with BT in biodiesel can effectively retard the aggregation of large crystals and inhibit crystals growth.     

蠕墨铸铁CA6110柴油机缸体的试验研究

在现有汽缸体高压造型生产线上进行大马力柴油机蠕墨铸铁缸体的试验,试验铁液化学成分w为3.6%~3.9%C;2.2%~2.4%Si;0.2%~0.5%Mn;P≤0.06%;S≤0.03%,采用自行研制的成分为8%~10%Mg,2%~3%RE的蠕化剂进行冲入法蠕化处理,同时加入0.8%~1.0%Cu和0.03%~0.05%Sn,成功的铸造出蠕墨铸铁CA6110柴油机缸体。对附铸试样和铸件本体进行了金相组织和力学性能检测,结果表明,试样的的蠕化率可达80%~85%,珠光体含量达80%~85%,力学性能σb>480 MPa,δ=1.0%~1.5%,180~200 HBS;缸体铸件本体的蠕化率同样为80%~85%,硬度可达197~214 HBS。试验结果表明:采用的铸造工艺方案是合理的,在铁液中加入的Cu和Sn可明显增加蠕墨铸铁的珠光体数量,提高抗拉强度和硬度,满足大马力柴油机对性能的要求。     

水口结瘤对板坯连铸结晶器钢水行为影响的数值模拟

以230 mm×1 600 mm板坯连铸机结晶器为研究对象,采用CFD数值模拟的计算方法,建立了VOF模型,研究了连铸水口结瘤对钢渣界面波动与钢液流动行为的影响。研究结果表明,当水口无结瘤时,结晶器内流场为典型的双环流形貌。当水口有结瘤时,结晶器内水口两侧会出现严重的非对称流,结瘤侧流股范围小,非结瘤侧流股范围大。水口不结瘤一侧动能增大导致结晶器下涡心位置下降,会使钢液冲击深度增大;水口结瘤一侧水口因涡心位置较高,加剧了弯月面处的波动和钢渣表面的波动紊乱。结瘤情况下的钢液波动较大,最大波动差为4.03 mm;不结瘤情况下钢液波动较平稳,最大波动差为1.4 mm。     

船用中速柴油机定时齿轮罩壳均衡凝固工艺

通过对定时齿轮罩壳的结构分析,采用大孔出流理论设计浇注系统,根据均衡凝固有限补缩原理,设计出气冒口,实现薄壁壳体的浇口当冒口铸造工艺,提高铸件成品率,降低铸件的成本.