变质剂对4047铝合金组织和性能的影响

采用Sb和Eu对4047铝合金进行变质处理,研究了Sb或Eu单独变质及Sb和Eu复合变质对合金的组织、力学性能、导电率和导热性的影响。采用扫描电镜、X射线衍射仪、拉伸试验、涡流导电仪和闪光导热仪等分析了合金变质前后的组织、物相、力学性能及导电导热性能。结果表明:4047铝合金中的Si相呈长条状、多边形状及针状,合金的导电性和力学性能较差;使用0.2%~0.8%Sb单独变质时,随着Sb添加量的增加,Si相逐渐被细化为条状和颗粒状,当Sb添加量为0.6%时,合金的性能最佳;使用0.2%~0.8%Eu单独变质时,随着Eu添加量的增加,Si相逐渐变质成纤维状,当Eu添加量为0.6%时,合金的性能最佳;使用(0.6%Sb+0.6%Eu)复合变质后合金中的Si相呈丛簇小球颗粒状,比单独Sb或Eu变质的Si相更细小均匀,α-Al和Si相生长呈多向性,复合变质后合金的晶格畸变有所降低,合金的抗拉强度和伸长率分别为222.30 MPa和2.2%,导电率和热扩散系数分别为46.60%IACS和79.000 mm^(2)/s;与变质前的4047合金相比,变质后合金的抗拉强度和伸长率分别提高了85.22%和144.44%,导电率和导热性分别提高了67.93%和8.22%。

CFD在本科教学中的应用——以传热学为例

本文通过对导热、对流、辐射三种传热现象分别进行CFD模拟,直观展示传热规律,对传热学理论教学形成有益补充。教学实践表明CFD模拟能有效增强学生学习传热学的兴趣,并提高其主动性和创造性。

CH4-H2混合燃料在HCCI中燃烧的数值模拟

为了研究初始参数对不同掺氢比CH4-H2混合燃料的均质压燃(HCCI)燃烧性能的影响,采用燃烧软件包Chemkin进行了数值模拟,并利用生成速率(ROP)分析法研究了掺氢比和过量空气系数对NO排放主导机理的影响.研究表明,掺氢比、压缩比、进气温度、空气过量系数通过影响发动机内的温度继而影响NOx排放;高掺氢比时可以通过适当降低压缩比和进气温度并增大空气过量系数从而控制NOx的排放.分析表明,掺氢比增大,热力型机理贡献率随之增大,占主导地位;过量空气系数增大,热力型机理贡献率减弱,N2O中间体机理贡献率增大,过量空气系数为2.5时,两种机理的主导地位大致相当.

煤巷高冒区遗煤自燃数值模拟分析

煤巷高冒区因遗煤易自燃而成为煤矿内因火灾的重要危险源之一。本文在分析高冒区遗煤赋存状态的基础上,结合平煤十三矿11111巷道高冒区实际情况,应用FLUENT软件,对高冒区漏风风速、温度、氧气浓度以及CO浓度的分布进行了数值模拟。模拟结果表明:高冒区中部漏风在自燃风速范围内;在高冒区内,高温点出现在中部;高冒区中部氧气消耗量最大,煤氧反应产物CO浓度在高冒区中部最高。根据高冒区温度、氧气浓度、CO浓度、漏风风速的分布规律,可将高冒区划分为"易自燃带"和"不易自燃带"。

麦秆热解机理研究

采用热重法对不同加热速率、氮气气氛条件下的麦秆失重行为进行了研究.研究发现,麦秆失重主要由水分析出、有机物热解和无机物分解等3个阶段组成,其中在无机物分解阶段还伴随有轻微的炭化;此外,随着加热速率增加,有机物分解的初始温度、终了温度、峰值失重速率对应温度等相应增加.利用双外推法推断了麦秆中有机物热解的最概然机理函数,发现麦秆热解可以用二级反应机理进行模化,同时,确定了麦秆热解的活化能、指前因子等反应动力学参数.对利用双外推法得到的模型计算结果与实验结果进行了对比.结果表明,两者之间符合较好,但仍存在一定偏差.对引起偏差的原因进行了分析.

双区域内离散污染源的模拟及分析

为研究污染源对非污染源区域的影响,具体考虑室内污染源、室外污染物浓度以及室内与室外通风方式的作用,对双区域内一般离散气态污染物在室内的浓度水平进行模拟和分析。通过对污染源的研究表明:室内污染源浓度的成倍增加会导致两个区域平均浓度均成倍增加,并且区域平均浓度是区域本身浓度与室外浓度的叠加值。通过对通风方式的研究表明:在污染源区域设置排气扇是有效的排污方法,有利于改善室内人居环境。

激波诱导预混瓦斯燃烧的数值模拟

利用Chemkin软件模拟了不同速度的激波诱导不同浓度的甲烷、空气混合气体燃烧的过程,得到:入射激波速度高于1 300 m/s时,瓦斯能发生燃烧,此时高压室压力大于11.004 MPa,与实验结果基本吻合;初始压力越大,激波速度越快,瓦斯点火延迟时间时间显著减短,燃烧越容易发生;下游管道的直径大于3.8 mm时,对瓦斯燃烧的影响不大,但是下游管道直径过小,火焰容易熄灭,说明激波能诱导瓦斯燃烧。

非对称室内热环境的实现与控制

对含有非对称离散热源的二维矩形方腔的对流传热进行数值模拟,得出以下三种方式可以切断强热源对弱热源影响的结论,即在腔体中加入绝热隔板、设置冷空气幕和通入冷空气的冲击射流,因而能够实现室内的非对称热环境。文中通过强、弱热源的努谢尔特数(Nu)变化曲线图定性地分析了隔板对自然对流腔体内流体的流动和传热的影响,研究结果表明在控制参数瑞利数(Ra)的影响下控制绝热隔板的高度可以达到隔断的效果;并研究了采用混合对流方式(冷空气幕和冲击射流)对腔体内非对称热环境的控制,主要集中在分析雷诺数(Re)、格拉晓夫数(Gr)、热源间距以及浮升力比的影响,结果表明,流场的近似对称性对应着基本的隔热效果,并且流场的对称性会随Re、热源间距和浮升力比的增强而增强。

氧气浓度对生物质气着火的影响

对生物质气在高温空气燃烧模式下的着火过程进行了研究.利用CHEMKIN程序的封闭均相反应器模型和GRI-Mech3.0详细反应机理,分析了氧气浓度对生物质气着火过程的影响,并进行了敏感性分析.反应机理的可行性验证表明,可以将GRI-Mech3.0机理用于生物质气的着火过程研究.研究表明,随着氧气浓度减小,生物质气着火延迟时间迅速增加,温度对时间的导数减小,燃烧前后的比容变化减小,燃烧产物中可燃成分含量减小.敏感性分析表明,生物质气中H2成分的相关反应在生物质气着火过程中占据重要地位.特别地,氧气浓度越低,反应H+O2幑幐OH+O在生物质气着火过程中的支配地位越强.

矿井乏风瓦斯点火延迟时间的数值模拟

运用Chemkin程序和GRI-Mech 3.0机理,对入射激波诱导下矿井乏风瓦斯点火延迟时间进行数值模拟.首先,根据乏风瓦斯燃烧基元反应敏感性分析,定义CH3峰值出现的时刻为乏风瓦斯的点火延迟时间,然后分别研究瓦斯体积分数、入射激波速度、乏风瓦斯初始温度、初始压力对点火延迟时间的影响.研究结果表明,入射激波速度、乏风瓦斯初始温度、初始压力的增加均会使燃烧温度增加,CH3峰值增加,点火延迟时间缩短,其中入射激波速度的增加缩短点火延迟时间的效果最为显著,乏风瓦斯体积分数变化(0.1%～1.0%)对点火延迟时间的影响较小.

王庄煤矿6206综放面采空区瓦斯流场及浓度分布规律研究

利用计算流体力学(CFD)软件Fluent对6206综放面回采不同区段时采空区瓦斯流场及浓度分布进行了数值模拟,得到了"J"型通风条件下的采空区流场及瓦斯运移规律。结果表明,采用"J"型通风系统可减少采空区向上隅角的集中漏风,对有效解决工作面上隅角瓦斯积聚有着重要的作用。