船舶动力装置高温高压管道破前漏分析

将破前漏(LBB)方法运用于船舶动力装置高温高压管道的安全分析。探讨由于水下冲击、摇摆、温度和内压变化引起的管道载荷特性。以典型π型管道为研究对象,统计出疲劳应力谱。基于断裂力学理论和有限元方法,预测管道表面裂纹疲劳扩展行为,确保管道在运行期间不发生泄漏。采用J积分撕裂模量汇交法计算管道穿透裂纹的临界裂纹尺寸,并与最小可监测裂纹尺寸比较,确保即使发生泄漏,也有足够的安全余量在裂纹被发现前不发生失稳断裂。研究表明:尽管摇摆产生的管道交变应力幅较小,但循环次数高,对裂纹扩展的影响不可忽略;在水下冲击载荷作用下,管道承受最大应力,最有可能导致裂纹失稳扩展。

扩散型电弧等离子体的扭曲不稳定性研究

扩散型电弧等离子体具有体积大、参数梯度低、能量分布均匀等优点,粉末制备、喷涂加工等工业领域具有重要的应用前景。然而电弧等离子体的稳定性由于电磁场、流场,温度场的复杂耦合作用一般较差,其中电磁场引起的扭曲不稳定性是等离子体中最为常见的不稳定现象之一,其中电磁力、黏性力和压力之间的平衡关系是影响其稳定性的关键因素。针对扩散型电弧等离子体,在一维线性假设下,通过小扰动方法推导出了衡量扭曲不稳定性的无量纲数及其临界值的表达式。从结果可直观得出,电流过大、长度过长不利于电弧稳定,长宽比越大越有利于扩散电弧的稳定,通过合理的设计发生器结构和选择工质气体,有望得到较稳定扩散的电弧等离子体。本文的结果对于获得稳定均匀的电弧等离子体具有一定指导意义。

冷凝器冷却水通道声传递特性

为阐明冷凝器冷却水通道的声传递特性、提高循环水系统声学设计能力,将换热方程和一维平面波方程耦合,推导得到换热管内冷却水声传递矩阵,针对冷凝器几何结构建立总传递矩阵并求解得到其冷却水通道声传递损失。建立试验系统验证了冷凝器冷却水管路声传递损失计算结果。根据换热管双向流固耦合分析计算结果,管外蒸汽绕流对换热管内冷却水脉动压力的影响可以忽略,冷凝器进出口管内水声和管壁振动测试结果也表明,该系统内冷却水脉动和管壁振动耦合紧密,管内流体脉动是管壁振动的主要激励源。研究结果还表明,通过调整冷凝器冷却水通道结构参数可以调节冷却水声传递损失。