基于稳定性的循环物流系统流程模拟——以催化裂化反应-再生系统为例

过程流程模拟中广泛应用的序贯模块法处理循环物流系统存在很多困难,如断裂流股的选择、迭代方程的收敛性等。基于稳定性理论解决循环物流系统的流程模拟问题,首先根据化工单元装置的模型方程将其分为正向模型和反向模型,并将循环物流中的变量定义为迭代变量和收敛变量;然后在收敛变量处将循环物流的流股断裂,迭代变量分别通过正向模型和反向模型计算收敛变量,二者的偏差通过增益系数对迭代变量进行修正,进而得到迭代方程;最后,利用控制理论中的稳定性理论来确定迭代方程的增益系数,将迭代方程线性化,采用劳斯判据确定增益系数的稳定范围,当增益系数位于稳定范围以内时,迭代方程必然收敛。催化裂化装置反应-再生系统因催化剂循环的存在而成为典型的循环物流系统,本文将反应器作为正向模型,再生器作为反向模型,以再生温度和再生催化剂含碳量作为迭代变量,构造了催化裂化装置反应-再生系统流程模拟的迭代方程,利用稳定性理论找到增益系数的稳定范围,保证流程模拟计算必定达到收敛,验证了该方法的可行性和有效性。     

Study on prevention of angular distortion in fillet-welded T-joint by welding with a trailing reverse-side gas heating

Reduction or control of angular distortion without additional processes is demanded because it takes a lot of time and effort to correct the angular distortion of fillet-welded T-joints. In this study, the reduction or control of angular distortion of both sides of a fillet-welded T-joint by welding with trailing reverse-side gas heating was investigated through a welding experiment and its numerical simulation. First, the effect of gas heating position and intensity on the reduction in angular distortion was experimentally investigated using a gas burner. The results showed that angular distortion became smallest when reverse-side heating using the gas burner was located 50 mm backward of the welding torch. Also, the concentrated gas flame with increased propane and oxygen gas flow was effective for reducing angular distortion. It was clarified that the angular distortion could be controlled completely with an appropriate reverse-side gas heating condition. Next, the numerical simulation model of welding and gas heating was constructed based on comparison with the measured temperature histories and angular distortion. Through the numerical simulation of welding with a trailing reverse-side gas, more detailed understanding of the effect of gas heating condition on reduction in angular distortion was developed. In addition, it was confirmed that the gas heating position for the smallest angular distortion is dependent on the temperature distribution along the thickness of the flange plate.     

电弧传感器和超声波传感器信息融合在焊接中的应用

利用超声波熔深测量传感器和电弧焊缝跟踪传感器联合控制焊缝跟踪精度和焊接质量。电弧传感器获取焊缝偏差信息,超声波传感器获取焊缝熔深信息,将超声波获取的焊缝熔深信息转换为焊缝偏差信息后,采用最优加权与递推最小二乘法相结合的融合算法对两种传感器得到的焊缝偏差信息进行融合处理,能有效提高焊缝跟踪精度。融合处理后的焊缝偏差信息和焊缝熔深信息输入到三输入两输出模式的模糊控制器,实现了焊接质量的在线检测,提高了焊缝跟踪精度。     

航空发动机轴承剥落分析

航空发动机轴承在使用过程中出现早期剥落。采用宏观检验、化学分析、力学性能测试、金相检验、能谱等手段对轴承内滚道表面剥落原因进行了分析,结果表明：剥落轴承内圈存在锻造过烧,形成孔洞缺陷,破坏了金属连续性,降低了轴承接触疲劳强度,在交变应力的作用下,以孔洞为核心,其周围形成“蝶形”组织,产生显微裂纹向滚动接触表面扩展,形成剥落,引起轴承疲劳失效。由此提出,通过控制锻造工艺及增加锻造缺陷的检测手段来防止锻造过烧,进而提高轴承使用寿命。     

硼硅玻璃与可伐合金的激光熔接工艺

对硼硅玻璃与可伐合金的激光直接熔接工艺进行了研究,得到了最佳工艺参数。通过对可伐合金表面进行光纤激光毛化处理,提高了玻璃-金属接头的可靠性。通过扫描电镜、能谱分析等方法对接头界面微观组织及断口形貌进行了观察与分析,对接头的压剪强度进行了测试。结果表明,在激光扫描速度一定时,激光功率越大,反应产物成分越接近Fe₂SiO₄;在激光功率为650W,扫描速度为15mm/s时,接头压剪强度达到最大值5.8MPa;在此激光工艺参数下,经过激光毛化后的可伐合金与玻璃的接头强度最高可达12。9MPa,比未毛化的接头强度提高了122.4%。     

水体系下两步法SiO2纳米多孔材料的制备与表征

以去离子水为溶剂,低成本工业硅溶胶为硅源,在纯水体系下制备低成本的SiO₂纳米多孔材料,使用酸碱两步法催化,添加表面活性剂来降低溶剂的表面张力,从而减少样品在干燥过程中的开裂。最后经过常压老化干燥制备得到 SiO₂纳米多孔材料。制备得到的SiO₂块体密度为150~400mg/cm₃,室内热导率约为0.04~0.07W/(m.K)。这种方法制备的SiO₂纳米多孔材料大幅缩减制备成本,采用HCl作为酸性催化剂提高了工业生产安全,将很大程度上推动纳米多孔材料的工业化生产和应用。     

金属W中辐照缺陷的产生、演化与热回复机制

金属W是核聚变反应堆中面向等离子体部件的主要候选材料。服役期间,钨部件需要承受高温、高通量聚变反应中子轰击带来的辐照级联损伤。这些损伤主要表现为高浓度的点缺陷及团簇。它们与氢氦等离子体、嬗变反应的多种产物相互作用,导致辐照硬化、韧脆转变温度升高、导热能力下降等问题。本文围绕金属W的辐照级联损伤,基于显微缺陷实验表征与材料多尺度模拟计算,系统总结了辐照缺陷的产生、演化与热回复行为及作用机制。这些信息反映了材料中辐照缺陷特征的统计规律,构成定量描述微观损伤组织随时间尺度与空间尺度变化的依据,有利于钨部件性能的预测、服役可靠性评价以及未来新型材料部件的研发。     

汽车加油口双色注射模设计

分析了汽车加油口塑件结构,确定了注射成型方案、进胶方式,并介绍了通过滑块与开模动作配合实现塑件脱模的过程。     

平行与交叉双声束声场中的声化学反应研究

给描述超声空化效应动力学过程的Noltingk-Napprias方程增加了一个表征外界随机微扰的修正项,通过对这个方程的解发现,声场施加微扰后,可使空化的空化泡数量增加。在此理论基础上,设想采用交叉双声束声场实现对声场施加微扰。实验结果证实,采用交叉双声束声场后声场中的声化学产额(分别以溶液pH值改变,电导率改变表征)较平行双声束声场增加约11%~13%不等。这一结果对于声化学反应器提高声化学产额有意义。     

苯乙烯-异戊二烯两嵌段对线型三嵌段聚合物性能的影响

苯乙烯-异戊二烯线型三嵌段（SIS）中加入一定量苯乙烯-异戊二烯两嵌段（SI）对于改进SIS热熔压敏胶性能有一定影响,主要考察不同分子量、嵌段比及含量的SI对线型SIS的力学性能、流动性能及制成热熔压敏胶的性能的影响,结果表明,线型三嵌段SIS中,掺入10％～30％（质量分数）的两嵌段SI,对产品的力学性能影响不明显,对产品的硬度、流动性能有一定影响;将掺有两嵌段SI的线型SIS制成热熔压敏胶后,产品的粘合性能较单纯使用线型SIS做热熔压敏胶有所改善。