金属陶瓷基铝电解惰性阳极材料制备及其非极化腐蚀

为了搞清NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极的腐蚀机理,对其复杂腐蚀过程的一个方面非极化腐蚀进行了初步探讨·实验中摸索了阳极材料的制备工艺,发现烧结温度对材料性能影响巨大·采用高温氧化增重法对阳极的氧化腐蚀进行研究,发现其腐蚀过程比较平稳,氧化率增重曲线存在若干起伏,预示着新反应的加入,加快了氧化过程的进行·金属陶瓷阳极试样长时间高温熔盐腐蚀实验发现,不同组成的电解质对试样的腐蚀能力相差较大,含MgF2的电解质对试样的腐蚀能力较强,NaCl含量不同的电解质对试样的腐蚀相差较为显著·     

双轴燃气轮机动态仿真模型研究

为了提高燃气轮机仿真的精度,采用变比热容的计算方法,并考虑了油气比和排压的变化,基于Matlab/Simulink软件建立了一种非线性的考虑容积惯性的双轴燃气轮机动态仿真模型.该模型中各个模块分别对应于具体的机器部件,物理意义明确,且单个模块的独立性比较好,具有较强的扩展性.仿真结果和试验数据比较表明:此仿真模型能够将运算偏差控制在3 %以内,较精确地反映系统的动态特性,且与以往的仿真模型运算结果相比较,相对准确度可提高55%以上.     

甲醇喷雾撞击气门特性试验研究

甲醇被称为“液态阳光”,可以通过捕集二氧化碳合成制备,能有效解决内燃机二氧化碳排放问题。但甲醇发动机的冷启动困难,成为甲醇发动机发展的瓶颈。本文基于光学畸变矫正技术,采用透明气道可视化研究了不同喷射压力、气门升程、气门温度对进气道甲醇喷雾撞击气门特性的影响。结果表明：适当提高喷射压力和增加气门升程可以促进喷雾撞击气门后的扩散,增加喷雾面积,从而提高喷雾与空气的混合。而随着气门温度的升高,喷雾在气门表面上形成蒸汽膜,抑制喷雾撞壁,显著增加了喷雾扩展距离和喷雾面积,明显弱化了甲醇的气门湿壁,具体地,本文实验中,甲醇喷雾撞击气门形成蒸汽膜的气门温度阈值为200?C。     

铝电解槽碳化硅绝缘侧壁材料的耐蚀性

研究了在有氧气存在的条件下碳化硅砖的抗腐蚀情况,测定了在不同温度下碳化硅砖在氧气流中的抗氧化情况,发现在850℃和750℃时的氧化情况差别不大,但明显好于950℃时的氧化情况·观察了试样在950℃时的动态腐蚀情况,发现在有氧气存在的条件下,碳化硅砖在电解质中的腐蚀速度明显加快·因此认为在750～850℃的低温电解是新型惰性电极电解槽的首选工艺·     

预焙炭阳极环形槽炭碗设计的仿真研究

在工业铝电解槽阳极中,炭碗底部由于存在较大的铁-炭间隙而无法导电.针对这一弊端,提出了一种环形开槽的阳极炭碗设计.采用数值模拟的方法,考察了环形槽炭碗设计对阳极物理场的影响及机理.数值计算结果表明,在重力作用下,工业阳极炭碗底部存在1.2mm左右的初始铁-炭间隙,而环形槽炭碗设计能够将炭碗底部的初始铁-炭间隙降低到约0.2mm.因此,阳极运行时,采用环形槽炭碗的阳极中磷生铁和钢爪的热膨胀能够使炭碗底部的铁-炭间隙闭合,从而与炭碗底部产生接触应力,进而增加炭碗导电面积、改善阳极电流分布.采用环形槽炭碗设计能够降低阳极电压降约22mV,而对阳极温度场分布没有显著影响.     

基于多场耦合的重载柴油机气缸盖优化设计

为了降低柴油机气缸盖的热负荷,以重载柴油机气缸盖为研究对象,进行了缸盖底部温度测量实验,并建立了发动机一维工作过程计算与缸盖内三维流动、传热与应力的多场耦合仿真模型,在此基础上提出了优化鼻梁区冷却通道尺寸并削薄缸盖底板的优化设计措施.结果表明:改进措施使该气缸盖的最高工作温度由336.3℃降低为325.7℃,最大热机耦合应力由498 MPa降低为491 MPa,有效降低了气缸盖的热负荷.     

铝电解用SiO-Si3N4绝缘侧壁材料耐腐蚀性能测试方法

研究了氮化硅结合碳化硅材料耐腐蚀性能的测试方法.这种方法是在冰晶石-氧化铝熔盐体系中通入二氧化碳气体来模拟实际电解过程中电解槽内部的工作状态.试样置于盛有高温熔盐的石墨坩埚中.二氧化碳气体的通入造成试样的动态腐蚀,测定电解质和二氧化碳气体共侵蚀作用下的试样体积变化率.与静态电解质腐蚀方法所得实验数据比较,试样腐蚀程度高很多,说明二氧化碳气体对试样的耐腐蚀性能影响很大.应用该方法对三个不同厂家所生产的氮化硅结合碳化硅材料进行动态腐蚀测试,并采用该方法制定的测试标准对试样的耐腐蚀性能进行评价.结果表明,该测试方法简单,易操作,且能够真实模拟电解槽内衬材料在铝电解槽中的腐蚀状态,并且对于试样的性能有较好的评价.     

铝热还原法制备铝-稀土中间合金的研究

以混合稀土碳酸盐为原料,Al为还原剂,还原时间为2 h,在温度范围为1000～1200℃的冰晶石熔体中,分别制备了RE含量为2.11%～9.75%(质量分数)的Al-RE中间合金.研究发现,Al-RE合金中的RE含量与温度的关系可近似用公式y=-0.74673-0.02813X 3.07273×10-5X2描述;合金中存在着La,Ce,Pr,Nd和Pm等稀土元素.分析了还原温度对合金中稀土含量的影响,分析了[RE2O3]的活度、[Al2O3]的活度、Al-RE合金中的[RE]的活度及[Al]的活度对反应的影响;讨论了Al-RE中间合金形成的热力学及动力学条件,对Al-RE中间合金的形成机制进行了探讨.     

均匀设计法在螺旋进气道优化设计中的运用

以实际产品气道为基础,使用UG软件完成气道的三维实体造型与修改,用三维流体动力学软件FIRE完成稳流试验台中气道-气缸流动的三维数值模拟计算,应用传统单因素法和新的均匀设计法对螺旋进气道结构参数进行优化,结果表明:螺旋进气道的性能是气道结构参数之间交互作用的结果,对比传统单因素法,运用均匀设计法对气道进行优化设计,只需少量计算即可求出优化结果,大大减少了计算工作量.