匙孔内光纤激光致喷发蒸汽对焊接过程的影响

光纤激光深熔焊接羽辉由匙孔内激光致蒸汽喷发所致,对焊接过程存在严重的负面影响.文中通过改变匙孔内激光致蒸汽的喷发特征,研究羽辉对光纤激光深熔焊接过程的影响规律.结果表明,随着焊接速度的提高,沿焊接方向的匙孔口长度逐渐增大,匙孔前壁的倾斜角则逐渐减小.该现象导致孔内激光致喷发蒸汽的特征发生变化:底部摆动羽辉的喷发方向逐渐沿焊接反方向偏离激光束,狭长形羽辉的高度则逐渐降低直至消失;羽辉对焊接熔深的负面影响也逐渐减小直至消失,但飞溅数量逐渐增多,焊缝表面成形则逐渐恶化.进一步分析表明,匙孔前壁激光致蒸汽的喷发方向变化是底部摆动羽辉的喷发方向和狭长形羽辉高度均发生改变的主要原因;提高焊接速度可降低羽辉对焊接过程的负面影响,但匙孔前壁激光致蒸汽对匙孔后壁的冲击作用将导致孔口沿焊接方向的长度变大、飞溅增多、焊缝表面成形质量变差.创新点:(1)原位观测了不同焊接速度下羽辉和匙孔的形态,获得了底部摆动羽辉、狭长形羽辉随焊接速度的变化规律及其影响焊接过程的规律.(2)基于匙孔内激光致蒸汽喷发方向和匙孔前壁倾斜角度的变化,揭示了底部摆动羽辉和狭长形羽辉形态发生变化的原因.(3)分别揭示了底部摆动羽辉和狭长形羽辉对焊接过程的影响,为光纤激光焊接羽辉的控制及光纤激光焊接技术的优化奠定了基础.

2002年7月20-25日揭示的热带水汽羽和暴雨的关系

利用GMS-5水汽图像和NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料,分析了2002年7月20～25日梅雨暴雨过程中热带水汽羽的变化及其与物理量场的配置.结果表明热带水汽羽和暴雨之间存在密切联系,(1)有一条热带水汽羽始终和暴雨相伴,其走向从孟加拉湾向东北方向延伸到朝鲜半岛,热带水汽羽不单体现了水汽在对流层中、高层的平流,实际上还反映了对流层整层深厚的水汽沿着水汽通道向北输送.其中,低空急流对水汽涌的输送起到了积极的作用,每一次水汽向东北方向涌动时,其东南侧都伴有低空急流,并且急流核跟随水汽涌一起移动.中尺度对流云团在急流的左前方生成和发展,它们也跟随水汽涌一起移动.(2)热带水汽羽的北部边界大致与高空急流轴平行,暴雨云团一般出现在西南风高空急流入口区的右后方,距离急流轴约3个纬距的地方.高空急流的存在为MCS提供了很好的质量外流途径,即辐散机制,有利于MCS的发展.(3)在暴雨过程期间,热带水汽羽内维持有一条θse≥350 K的脊轴,走向和热带水汽羽平行.低空θse脊轴不单指示了低空高能量的位置,其上或附近也最有可能存在明显不稳定的区域,因此也是暴雨容易出现的地方.另外,在热带水汽羽中也维持着一条窄而强的正涡度带,位置和走向均和低空θse脊轴相吻合,体现了低层的动力抬升机制,正涡度中心基本和MCS相对应.

“麦莎”台风暴雨落区非对称分布的诊断分析

利用FY-2C气象卫星资料、常规资料和NCEP再分析资料,对2005年第9号台风"麦莎"登陆后暴雨落区非对称分布的成因进行诊断分析,并讨论其动力学和热力学特征。结果表明:(1)FY-2C红外一通道辐射亮温(TBB)场能够清晰地揭示台风暴雨落区的分布以及造成这种非对称分布的云系结构特征;(2)水汽图像展示了此次降水过程中,对流层中上层主要的水汽型,来自南海和东海强盛的热带水汽羽直抵台风中心东部,中纬度地区的极锋水汽羽东移,其尾端并入台风北部,受二者共同作用,台风降水呈非对称分布;(3)台风中心附近的垂直流场、涡度、假相当位温和整层积分的水汽通量散度等物理量的非常规分布以及低层冷空气的契入,共同解释了台风云系的非对称结构及强雨区非对称分布的形成原因。

百焦耳级XeCl准分子激光辐照靶材的光学诊断

在百焦耳级ＸｅＣｌ准分子激光器上，开展了强紫外激光辐照ＬＹ—１２铝靶和碳纤维靶的光学诊断实验。研究了靶面对激光的反射系数随入射激光功率密度的变化规律，获得了激光等离子体光谱及蒸汽羽积分图象等实验结果。

1000MW机组烟囱石膏雨的研究

为研究"石膏雨"产生的原因并消除该现象,针对某1 000 MW电厂的运行参数,计算了不同环境温度、不同机组负荷下烟囱内的冷凝液量,得出较高负荷和较低环境温度会使烟囱内生成更多的冷凝液量。计算了采用管式GGH装置的烟囱不发生白烟的烟气排放温度,分析得出白烟现象的发生温度受环境温度的影响很大,冬季要解决白烟问题除GGH装置外还需引入其他热源。

一次南方冷季降水过程揭示的热带水汽羽与降水的关系

利用逐日降水量资料、FY-2E卫星资料以及NCEP/NCAR再分析资料,对2012年1月13~16日的一次南方冷季降水过程进行分析,剖析了热带水汽羽形成的水汽输送源和动力机制,及其与降水的关系。分析表明,热带水汽羽不但表征了中高层孟加拉湾水汽的输送,它实际上反映了对流层整层水汽的输送、辐合,低层南海水汽输送带为水汽羽的维持和降水的产生做出了贡献;高空槽前急流与低空切变线的耦合促使了上升运动的形成,导致降水的产生。后期高空槽的移动填塞致使急流轴发生移动及转向,从而引导了热带水汽羽的移动,最终导致热带水汽羽的断裂消亡;热带水汽羽上不存在强对流云团,未形成强对流过程,但由于水汽输送条件较好,配合弱的上升运动产生了这次强降水过程。

2002年6月21～24日梅雨锋暴雨过程中的水汽羽特征

利用GMS 5水汽图像和NCAR/NCEP再分析资料 ,分析了 2 0 0 2年 6月 2 1～ 2 4日长江中下游梅雨锋暴雨过程中水汽图像上水汽羽的特征。结果表明 :日平均水汽图像上显示了这次暴雨过程中对流层中上部的主要水汽型 ,是一条热带水汽羽从孟加拉湾经过青藏高原东部向偏东方向伸展至江淮地区 ,并与中纬度水汽羽相互作用 ,暴雨云团在热带水汽羽中连续生成。这条热带水汽羽是一条深厚暖湿输送带 ,反映了中高层水汽从孟加拉湾向长江下游的输送 ,以及通过大尺度上升运动造成的水汽自下而上的垂直输送 ,并且水汽羽与对流层上层的负涡度和正散度区域有很好的对应关系。水汽羽的北部边界附近的暗带与一条强涡度梯度和高空急流轴相关 。

基于MATLAB的钼化工企业中液氨储罐泄漏扩散及爆炸危险区域研究

液氨储罐是钼化工企业安全管理的重点。本文运用MATLAB模拟仿真软件,采用高斯羽流模型和蒸气云爆炸模型,研究液氨储罐的泄漏扩散影响因素和爆炸过程,确定液氨的扩散中毒危险区域和爆炸伤害危险区域。

火焰羽流区细水雾利用效率及控制研究

为提高细水雾的灭火效能,研究细水雾对火焰的冷却性能。建立火焰区细水雾的运动、传热与传质模型,采用此模型全面评估影响细水雾穿透距离和汽化性能的因素,提出一种合理确定液滴初始粒径和初始速度的方法,以及能够提高细水雾利用效率的射流协流细水雾系统。结果表明:各因素影响作用由大至小排序为液滴初始粒径、传热温差、液滴初始速度、火焰羽流速度;该系统能够显著提高细水雾的穿透距离,增大细水雾的汽化率。

陨石撞击成因气凝球粒及撞击烟柱的化学特征

陨石撞击地球表面往往产生灾难性的影响，然而这种影响往往很快地被地表活跃的地质与生物营力所抹去。撞击事件所产生的烟柱，携带大量气体、液滴和尘埃抛溅到距离撞击坑很远的地方，这些烟柱冷凝后成为球形颗粒被保存到地层中，为还原地球早期撞击事件、评估其对环境的影响提供了重要证据。本研究聚焦于撞击烟柱中高温矿物气体冷凝而成的气凝球粒，仔细分析了其中原生尖晶石相的化学成分特征，并以此为窗口推测了烟柱中的气体成分、氧逸度等。我们的研究表明，由于气凝球粒中尖晶石Fe3＋／FeTOT的比值往往很高，而单纯矿物气液平衡本身过于还原，因此气凝球粒的形成需要有撞击烟柱中混杂的空气参与作用。气凝球粒也因而在一定程度上提供了地球早期大气中氧逸度变化以及撞击烟柱不均一性的记录。这一推断与前人依据实验和地球化学分析得到的推测一致，为关于气凝球粒形成机制的数值模拟研究提供了重要启示。

激光辐照铝靶汽化过程的高速纹影诊断技术

应用高速纹影系统记录激光束辐照在Ly12铝靶时所产生的汽化羽扩张、空气爆炸波、熔融物质喷溅以及穿靶等现象.并由扫描摄影记录的轨迹图测出汽化羽的扩张速度为150～190m/s,空气冲击波速度为450～500m/s,靶表面高压蒸汽速度为5～7.8km/s。

激光蒸汽羽的光楔错位干涉诊断

本文介绍了光楔错位干涉与高速摄影相结合诊断1.06μm长脉冲与靶相互作用产生蒸汽羽等离子体的方法。在平面铝靶厚度1mm,激光脉宽约1ms,平均功率密度约1.2×10~7W/cm^2条件下,首次拍摄了激光与靶耦合产生蒸汽羽等离子体的干涉分幅照片。根据干涉分幅照片,在距离凝聚态靶面不同的截面上,给出了蒸汽羽折射率随径向距离的变化曲线,并得到相应的电子密度约为10^(18)cm^(-3),温度约为4500K的结果。它们都随径向、轴向距离的增加而减少。

湿法熄焦水汽除尘净化脱白工艺及应用

湿法熄焦存在粉尘排放量大、耗水量大以及存在“白色污染”的问题。针对湿法熄焦水汽的特点,开发了适合湿法熄焦的水汽除尘净化脱白工艺。该工艺可实现粉尘的超低排放;节水效果明显,每吨焦耗水量由原来的0.6 t下降到0.3 t以下;可实现水汽的脱白,消除视觉污染;运行安全可靠、一次性投资低。

盘型激光焊金属蒸汽特征色调-色饱和度-亮度分析法研究

对于大功率盘型激光焊,金属焊件表面在激光束辐射下强烈汽化并形成等离子体状的金属蒸汽羽状物.该金属蒸汽羽状物可逆向激光束传输,对激光有明显的屏蔽作用,降低激光辐射至焊件的能量密度,影响焊接效率和质量.因此研究金属蒸汽特征变化规律及其与焊接质量之间的关联,可实现由金属蒸汽特征实时监测激光焊接状态.以10 kW大功率盘型连续激光焊接304不锈钢钢板为试验对象,应用高速摄像机摄取金属蒸汽动态图像,将其转换至色调-色饱和度-亮度空间,提取金属蒸汽面积、激光束受影响路径长度等相关特征量,以焊缝熔宽的变化作为衡量焊接状态稳定性的参数.通过金属蒸汽特征值的均值统计和方差分析,试验证明根据金属蒸汽面积和激光束受影响路径长度等金属蒸汽特征可有效地反映熔宽质量,从而对焊接状况做出动态评估.

准分子激光化学反应淀积硫化物薄膜

提出了一种新的激光光化学三元反应体系，用于制备硫化铅薄膜。应用吸收光谱、扫描电镜和Ｘ射线光电子能谱等测试手段研究了膜的性质和组成，指出了该方法淀积硫化物薄膜的可行性。