复合熔盐净化剂优化对GH4169高温合金过冷的影响

采用复合熔盐净化法对GH4169高温合金的深过冷进行研究,通过正交实验优化出GH4169高温合金深过冷的最优净化剂及工艺参数,从而使GH4169高温合金获得了250K的大过冷度,同时探讨了复合熔盐净化剂及工艺参数作用机理;通过对不同过冷度下凝固组织的观察发现,随着过冷度的增加,合金组织明显细化,并发生两次晶粒转变,由树枝晶向粒状晶转变。当过冷度超过250K后,晶粒平均尺寸达到5.5μm。     

自然对流和池沸腾状态下超声波对Al2O3纳米流体传热的影响

节能增效一直是传热领域的热点话题。该研究采用热线法研究了自然对流和过冷沸腾状态下超声波对Al₂O₃纳米流体传热的影响,并总结得到其传热特性。在自然对流状态下,超声波增强了Al2O3纳米流体的传热,最高强化传热效率达到128%。随着热通量的增加,传热效率的提高呈下降趋势。在过冷沸腾状态下,当流体的主体温度为50℃、70℃和80℃时,超声增强了纳米流体中的传热,当主体温度为60℃时,纳米流体中的传热受到超声波的抑制作用。此外,本文从超声影响下纳米粒子在传热表面的沉积、纳米粒子在液体中的分布以及纳米粒子之间的作用力等方面分析了实验结果。     

瞬间液相连接的过冷连接新工艺

提出了瞬间液相(TLP)连接的新工艺--过冷连接工艺,即首先将待连接区域加热至某高温进行短时保温,然后再降至一定温度进行长时保温连接.由于液相经历了一次温度过冷,在液/固界面前沿就形成了成分过冷区,破坏了平衡状态下的界面稳定性,形成胞状界面.随着凝固过程的完成,界面消失,形成跨界面连续晶粒,实现冶金接合.以Fe-Ni基非晶合金为中间层,进行了低碳钢过冷TLP连接实验,并与传统的TLP连接工艺进行了比较.结果表明,过冷TLP连接工艺产生了非平面状界面,并且随着凝固的完成界面消失,形成无界面的组织均匀接头.与传统TLP连接工艺接头相比,过冷TLP连接工艺可大大提高接头冲击韧性,其数值达到母材水平.     

机械过冷跨临界CO_2热泵供暖系统性能分析

采用辅助的蒸气压缩循环进行过冷,可改善传统跨临界CO_2热泵系统用于冬季供暖性能。本文通过构建机械过冷跨临界CO_2热泵系统的热力模型,分析了机械过冷跨临界CO_2热泵系统供暖工况下的运行特性,结果表明:机械过冷CO_2热泵系统存在最大COP,对应最优排气压力和过冷度,标准工况下比常规CO_2系统能效提高15.9%。该系统可有效解决常规CO_2热泵回水温度过高导致COP迅速衰减的问题,当回水温度由40℃升至50℃时,常规系统COP下降16.9%,而机械过冷热泵系统COP仅下降8.4%。通过改进可有效降低CO_2压缩机的排气压力和温度,且供水温度越低排气压力降低效果越显著。机械过冷循环工质的选取会影响系统整体性能,选取的11种过冷循环工质中能效最高的为R717,最低的为R1234yf。在低环境温度工况下性能的提升更加明显,通过配置小型常规工质蒸气压缩循环即可实现CO_2热泵系统性能显著改进,经济性优势明显。     

热轧钢板头尾横裂纹成因分析及改进措施

针对热轧钢板头尾部出现横裂纹现象,取样进行了金相检验,发现裂纹根部无扩展,裂纹两侧组织存在差异,结合现场生产实际情况,确定头尾横裂纹的产生与中间坯局部过冷有关。通过采取提高板坯出炉温度、严格控制中间坯端部翘头和优化除鳞制度的措施,基本杜绝了热轧钢板头尾横裂纹现象。     

竖直环管内低压水过冷沸腾数值模拟研究

通过在计算流体力学软件(CFX)中添加用户程序实现对低压环管内水过冷沸腾的数值模拟。针对Lee等的过冷沸腾实验工况,利用Unal气泡脱离直径模型修正后的Tolubinsky关系式作为汽泡脱离直径关系式,采用Anglart关系式作为汽泡平均直径关系式。通过比较非曳力模型中不同升力模型、湍流耗散力模型对径向空泡份额分布的影响,提出模型的使用建议。将计算结果与实验进行比较,验证模型在低压工况范围内的适用性。     

自然循环过冷沸腾流动不稳定性实验研究

对自然循环过冷沸腾高频脉动进行了实验研究.实验结果表明,高频脉动为声波型脉动.通过实验分析,确定了声波型脉动发生的3种类型和声波型脉动发生的边界,并分析了影响其产生的因素.进一步分析证实汽泡脱离点与声波型脉动的产生和消失有直接关系,据此得出了声波型脉动发生的经验关系式.     

过冷度对窄缝通道内单蒸汽泡运动特性影响的实验研究

对窄缝通道内过冷条件下单蒸汽泡运动特性进行了实验研究,分析了过冷度对单蒸汽泡运动特性的影响。实验结果表明,过冷条件下,单蒸汽泡在上升过程中,其尺寸不断减小,形状也不断改变;单蒸汽泡界面存在冷凝现象,过冷度越大,直径减小越快,同一直径蒸汽泡的纵横比在一个范围内波动;过冷条件下,单蒸汽泡的z向速度和x向速度都随着直径的增大先增加后减小,均在直径约10 mm时具有最大值;单蒸汽泡z向速度则随着过冷度的增大而增大,而x向速度在零上下波动,随过冷度增大略有增大。过冷度会影响窄缝通道内单蒸汽泡的行为特性,并进一步影响流型形成与演变。