急冷条件下NiAl-Mo三元共晶合金的组织形成机制

采用单辊急冷技术实现了NiAl-Mo三元两相共晶合金的快速凝固, 同时与常规条件下的凝固组织进行了对比研究. 实验发现, 单辊急冷的合金条带与常规条件的凝固样品均由B2结构的NiAl金属间化合物和bcc结构的Mo固溶体两相组成, 两相均具有(110)晶面优先生长的趋势, 并呈现出(110)NiAl//(110)Mo取向关系. 常规条件下得到的微观结构主要由规则的两相共晶组织组成, 形成了类似菊花状的共晶胞. 而单辊急冷条件下形成的组织结构主要是由近辊面的柱状晶区和近自由面的等轴晶区组成的凝固组织. 理论计算发现, 合金熔体的单辊辊速由10 m/s增大至50 m/s后, 其冷却速率从1.01×10⁷ K/s逐渐增大到2.46×10⁷ K/s, 冷却速率明显高于常规铸造过程, 因而形成了差别很大的凝固组织. 随着辊速(冷却速率)的增加, 合金条带的厚度从54.4 μm减小至22 μm, 近辊面柱状晶区的厚度所占比例也逐渐增大, 晶粒发生了明显细化. 关键词： 快速凝固 三元共晶 共晶转变 冷却速率     

金属射流发散性理论分析及数值模拟

分析经典射流理论和相关文献,给出了在汇聚点坐标系中金属Cu对碰形成射流的汇聚射流区、无射流激波封锁区、无射流强度封锁区和形成发散射流区域。对金属超声速射流形成的发散性问题进行了理论分析,诠释了Walker基于实验提出射流发散理论,证明了金属射流超声速部分可形成发散射流也可形成汇聚射流,且超过1.23倍体声速的金属射流必定是发散的。最后,应用自编的欧拉计算程序MEPH对金属Cu以不同速度、倾角对碰射流形成过程进行数值模拟,得到了分叉射流、空洞射流和密实稀疏射流等的典型射流发散模式图像,印证了理论分析的结果。     

双材质复合射流对混凝土的侵彻

为了增大射流对混凝土靶板的开孔直径,并保证侵彻深度满足要求,在传统铜质药型罩与空气接触的一侧增加了铝质药型罩,这样在炸药爆炸驱动下形成内芯由高密度材料、外层由低密度材料组成的双材质复合射流,增大了射流直径。并根据双材质复合射流的侵彻特点,分析了侵彻过程中单质射流侵彻、双滞止点侵彻和单滞止点侵彻下的混凝土开孔直径。X射线实验显示:双材质复合射流成型形态良好,铝罩较厚时射流直径增大;在实验范围内,随着铝罩厚度的增加开孔直径有所增大,并且满足侵彻深度要求。对双材质复合射流的侵彻过程进行了理论计算,实验与计算孔形较好吻合。     

Two and three dimensional modeling of fluidized bed with multiple jets in a DEM-CFD framework

Fluidized beds with multiple jets have widespread industrial applications. The objective of this paper is to investigate the jet interactions and hydrodynamics of a fluidized bed with multiple jets. Discrete element modeling coupled with in-house CFD code GenlDLEST has been used to simulate a bed with nine jets. The results are compared with published experiments. Mono dispersed particles of size 550 ~m are used with 1.4 times the minimum fluidization velocity of the particles. Both two and three dimensional computations have been performed. To the best of our knowledge, the results presented in this paper are the first full 3D simulations of a fluidized bed performed with multiple jets. Discrepancies between the experiment and simulations are discussed in the context of the dimensionality of the simulations. The 2D solid fraction profile compares well with the experiment close to the distributor plate. At higher heights, the 2D simulation over-predicts the solid fraction profiles near the walls. The 3D simulation on the other hand is better able to capture the solid fraction profile higher up in the bed compared to that near the distributor plate. Similarly, the normalized particle velocities and the particle fluxes compare well with the experiment closer to the distributor plate for the 2D simulation and the freeboard for the 3D simulation, respectively. A lower expanded bed height is predicted in the 2D simulation compared to the 3D simulation and the experiment. The results obtained from DEM computations show that a 2D simulation can be used to capture essential jetting trends near the distributor plate regions, whereas a full scale 3D simulation is needed to capture the bubbles near the freeboard regions. These serve as validations for the experiment and help us understand the complex jet interaction and solid circulation patterns in a multiple jet fluidized bed system.     

含化学热沉的气膜冷却流动与换热研究

为了进一步提高涡轮入口温度,提出一种新型气膜冷却方法~含化学热沉的气膜冷却方法。对于新方法来讲,化学热沉的存在会影响气膜孔下游的流场,从而影响主流与固体壁面的换热。建立简化理想化学热沉模型,采用标准k-ε湍流模型对该方法进行数值模拟,结果表明,化学热沉的存在降低了气膜孔出口下游不远处壁面附近的温度,同时增大了壁面处混合气膜与壁面之间的对流换热系数.     

带标量修正的气膜冷却各向异性湍流模型

本文采用作者提出的带标量修正的代数各向异性湍流模型,对平板带复合角气膜冷却在带横槽/不带横槽情况下的流动传热进行了研究.通过比较不同工况下的流动传热预测结果,讨论了湍流动量、标量输运对于气膜冷却预测的影响.各向异性修正的雷诺应力项能减弱各向同性湍流模型所带来的肾形涡系强度过预测的问题。而各向异性的湍流标量扩散项则能有效地将雷诺应力和温度梯度对于湍流标量扩散系数的影响体现出来。结果表明带标量修正的各向异性湍流模型能很好地提高气膜冷却的预测精度.     

模糊控制技术在隧道射流风机中的应用

不管是在铁路还是公路隧道中射流风机都属于隧道内的大功率运行设备,其能否合理、有效的运行直接影响着隧道内的环境状态和运营成本;文章以公路隧道为例,在分析现有隧道射流风机控制方法的基础上,提出运用模糊控制技术对射流风机进行控制的设计方案;首先用MATLAB模糊逻辑工具箱设计模糊控制器并创建了模糊控制规则表,然后对利用iFIX下的VBA开发环境在后台自动运行模糊控制程序完成仿真;根据CO的浓度变化以及在实验过程中风机利用的数量和时间证明该系统具有良好的控制性能,实时性强,隧道运行环境改善明显。     

大气压氩气射流等离子体放电发展速度研究

利用交流空心针-板放电装置,在大气压环境中产生了两种不同极性的氩射流等离子体,利用放电产生的等离子体发光信号,研究了两种等离子的形貌和放电的发展速度。利用高速相机拍摄了两次放电的形貌,发现正半周放电长度约为0.8 cm,负半周放电长度约为1.6 cm。然后利用两个光电倍增管配合,分别测量了正负半周放电的发展速度,正半周放电发展速度为（3.1±0.2）×10⁶ cm/s,负半周放电发展速度为（2.2±0.1）×10⁷ cm/s,而且两次放电的发展方向相同。通过对电子激发温度空间分布的分析,发现电场是影响等离子发展速度的重要因素。     

动态高压微射流改性可溶性大豆多糖对大米淀粉理化性质的影响

为考察改性可溶性大豆多糖(MSSPS)对大米淀粉(RS)理化性质的影响,采用动态高压微射流技术,分别在80、120、170MPa的改性压力下,对可溶性大豆多糖(SSPS)进行了改性,得到了MSSPS。向多组RS中分别添加不同质量分数(5.0%,7.5%,10.0%和20.0%)的MSSPS和SSPS,研究其理化性质。结果表明:与SSPS组相比,MSSPS组RS的膨胀力、溶解度和透明度均有所提高;多糖改性压力对RS溶解度和透明度的影响尤为明显,当压力达到120MPa后,溶解度显著提高(P0.05),改性压力为170MPa、质量分数为5.0%的MSSPS组,RS透明度可达6.1%,提高近33%;析水率和凝胶硬度则随着添加量和改性压力的增大而显著下降(P0.05),表明MSSPS能显著提高RS的冻融稳定性,及改善储藏过程中RS的硬化等质构品质。用扫描电镜观察添加MSSPS前、后,4℃下老化7d的RS冻干样品,显示其结构变化为:中空腔壁变薄,空腔变大,类似蜂窝状的结构增多,故从微观结构上证明了MSSPS能降低RS析水率,提高冻融稳定性。研究结果表明:MSSPS对RS理化性质有显著影响,可通过提高冻融稳定性、透明度等,改善淀粉的外观、可接受度和质构品质。     

射流侵彻陶瓷/橡胶/钢复合靶的数值仿真与实验研究

运用LS-DYNA动力学分析软件,对具有不同橡胶夹层厚度的陶瓷/橡胶/钢复合靶在30°和60°倾角下的射流侵彻情况进行了数值模拟。采用聚能装药基准弹,进行了剩余穿深实验,研究了射流侵彻陶瓷/橡胶/钢复合靶后射流速度、靶板变形和剩余穿深,分析了倾角和橡胶夹层厚度对复合靶抗射流侵彻性能的影响机理。结果表明:射流侵彻陶瓷/橡胶/钢复合靶的性能受倾角的影响很大,尤其是在大倾角下影响更为显著;橡胶夹层对射流侵彻性能有一定的影响,但其厚度的变化对射流侵彻性能的影响很小。