宁钢1#高炉冷却壁热负荷监测系统改造

宁波钢铁有限公司1#高炉于2019年7月25日投产运行,投产后高炉冷却壁热负荷监测系统因设计、选型、安装等各种原因,精度无法达到正常生产要求。因此冷却壁热负荷监测系统改造成为必然;通过设备重新选型,现场改造、管理措施跟进,满足了正常生产要求的精度目标。

二维非结构网格有限体积格式的壁热现象和人工热流方法

基于Noh人工热流方法的思想,推导出任意多边形网格人工热流的格式,将Noh的结构网格人工热流方法推广到任意多边形非结构网格的拉氏有限体积方法中,抑制或消除了壁热现象.几个数值实验,包括Noh激波反射问题和两块钢金属碰撞问题,验证了方法的可行性.

一种减少壁热误差的自适应热粘性

使用单元中心型拉氏方法,研究一维球、柱坐标等径向对称流体力学方程组的数值格式和减少壁热误差的方法.简要分析壁热误差与差分格式修正方程的关系.通过对Riemann问题声波和HLL近似解的比较,提出减少壁热误差的一种自适应的热通量粘性.多项数值实验表明该方法可以获得令人满意的计算结果.

内外壁热镀锌无缝钢管在超高层雨水排水中的应用分析

超高层建筑对于供暖、给排水、电气等辅助系统的质量要求远高于低层建筑,特别是在施工材料的选择上,要兼顾经济性与可靠性。基于此,本文针对超高层建筑雨水排水管道设计问题。首先,对内外壁热镀锌无缝钢管的物化性质进行了分析,并简述其作为高层建筑雨水排水管道的优缺点。其次,结合高层建筑雨水排水系统特点对内外壁热镀锌无缝钢管的应用方法进行了具体讨论,从沟槽连接、法兰连接等多个角度给出了详细的设计、施工方法。最后,通过论述证明了所提技术的有效性。

大直径薄壁热容器裙座结构特点及改进

在一些需要用裙座来支撑的热壁立式压力容器中，裙座与主体的结合部位长期在载荷应力、热应力和疲劳应力交汇的应力集中区工作，是设备设计和制造的关键部位，设计者对该部位的关注和检验要求，应不亚于容器受压部位。１结构特点为了减小裙座与主体之间的应力集中，防止设...

弹塑性问题壁热误差分析及抑制方法

使用单元中心型拉氏Godunov方法,研究理想弹塑性流体的数值格式和减少壁热误差的方法。给出Godunov格式的黏性修正方程,描述初值间断情况下黏性激波的形成和传播过程,分析修正方程的黏性行为和壁热误差的关系。在此基础上,提出一个HLLC型近似黎曼解法器。在该解法器中,引入一种自适应热通量黏性项用来抑制界面处的内能和密度壁热误差;提出一个额外接触速度用来抑制偏应力的过热现象。

基于镜面回波估计的热壁加氢反应器堆焊层缺陷多模式全聚焦成像

热壁加氢反应器长期在高温、高压和氢腐蚀等恶劣工况下运行,其内壁堆焊层的缺陷检测对设备安全至关重要。针对加氢反应器堆焊层的外侧超声检测技术难点,提出了一种基于镜面回波估计的多模式全聚焦成像检测方法。首先,使用镜面回波估计器进行仿真分析得到多模式全聚焦成像区域灵敏度,确定对缺陷敏感的超声路径;然后,获得不同路径下裂纹缺陷的全聚焦成像特征;最后,使用多模式全聚焦成像方法对试块堆焊层表面裂纹缺陷进行检测与定位。仿真及试验结果验证了该方法在内壁裂纹检测及缺陷定位精度上的可靠性,为行业提供了一种更经济高效的检测方案。

超期服役热壁加氢反应器损伤机理及剩余寿命评价方法

加氢反应器是加氢装置的核心设备,超期服役的加氢反应器要继续使用,应当委托有检验资质的特种设备检验机构参照定期检验的有关规定对其进行检验,必要时需进行合于使用评价,因此,如何判断超期服役加氢反应器的剩余寿命至关重要。该文结合历年国内外典型热壁加氢反应器的损伤情况,对加氢反应器可能存在的损伤机理进行研究,并从回火脆化、氢脆、缺陷及蠕变四个方面进行安全性分析,获得剩余寿命评估方法及防控措施。

一维理想弹塑性流体的数值模拟及壁热现象的抑制

针对一维理想弹塑性流体的Wilkins模型,提出HLLC型的近似黎曼解法器.该解法器引入塑性波并保证波的个数和真实的物理情况一致,其中波速选取由波系的特征分析来确定.整个算法实施简单,无需迭代,为减少强冲击(稀疏)模拟时的壁热误差,设计相应的壁热粘性,有效地抑制了非物理的壁热现象.

热壁条件下油气的热着火现象

设计了高温热壁油气热着火实验系统，对受限空间油气混合气体在热壁条件下的热着火现象进行了实验研究。根据实验结果，详细讨论了油气混合物的着火方式、临界着火温度、着火压力范围以及体积分数、温度的变化规律。实验发现：热壁条件下油气混合物引燃分为油蒸气的热裂解-油气快速氧化反应-油气急速氧化反应3个阶段；油气混合物着火模式为燃烧、热爆燃和热爆炸；油气在汽油自燃点附近开始快速化学反应，热着火临界温度高于汽油自燃点近80K；温度特征曲线在着火时具有突变性质；热壁温度达到783～873K时，存在压力范围为2．2～17．6kPa的三角形油气热着火压力半岛。

壁面轴向导热对微细管内对流换热的影响

本文通过数值解析的方法研究了考虑壁面轴向导热时微细管内的对流换热。结果表明,当管外为对流换热边界条件时,管内充分发展对流换热的Nu依然在3.66～4.36之间。但若忽略壁面轴向导热,采用一维热阻模型整理微细管内对流换热的实验数据将会导致错误的结论。

玻璃上热壁真空沉积生长CdTe薄膜的结构及光学特性

采用热壁真空沉积的方法,在清洁的玻璃衬底上生长了不同膜厚的CdTe薄膜,对其结构和薄膜的本征吸收光学特性进行了测量分析研究.XRD测试显示薄膜为多晶,具有标准的立方结构,沿(111)方向有明显的择优取向.晶格常数的计算值为0.649nm,与标准值符合得较好.用Cary 5000型双光束分光光度计测试了薄膜的反射谱和透射谱,显示在本征吸收区透过率随着膜厚的增加和波长的减小而减小.对测量的反射谱和透射谱采用较严格的数学处理,计算得到了描述薄膜宏观光学特性的重要物理量,即薄膜的吸收系数、消光系数、折射率等.用(hνα)2对hν作图,得出了薄膜厚度为0.12,0.48和0.81μm的光学能隙分别为1.54,1.48和1.46eV,证实了材料是直接带隙结构,且在本征吸收的可见光区有高的吸收系数.

泄漏油料在水平热壁面上的着火过程

建立了描述水平热壁上方油料着火过程的模型,选择合适的着火判据,按照泄漏油料着火实验的相应条件进行数值计算.根据计算结果分析了热壁上泄漏油料运动过程及着火方式.将计算结果与实验结果进行比较,分析了热壁沸腾传热对着火延迟和着火高度的影响.

水平热壁上泄漏燃料蒸发与着火的数值模拟

建立了成流泄漏燃料在热壁上的蒸发与着火模型,分析了泄漏燃料在热壁上的沸腾模式,得到了蒸气离开液面时初始条件的计算方法.采用大涡模拟计算了不同热壁温度时,热壁上方空气的温度分布,并以正十六烷为例计算分析了蒸气在热壁上方发生着火的条件,得到了泄漏燃油在热壁上发生着火的时间与着火点高度.

热壁外延碲化镉薄膜光学特性的分析及测试

用热壁外延的方法,在清洁的玻璃衬底上外延生长了不同厚度的CdTe薄膜,对薄膜的本征吸收光学特性进行了全面的研究分析和测量。对玻璃衬底的样品模式:空气-CdTe薄膜-玻璃-空气系统经光照的反射、吸收和透射问题进行了严格的数学处理,给出了总反射率和透射率的表达式。用Cary5000型双光束分光光度计测试了样品薄膜的反射谱和透射谱,据测量结果经数学处理,计算得到了描述薄膜宏观光学特性的重要物理量,即薄膜的本征光学吸收系数、消光系数、折射率和联系宏观可测量与微观量之间桥梁作用的复介电函数ε=ε1-iε2。用"Tauc"作图法,得到了薄膜的光学能隙Egopt,证明了材料是直接带隙结构,得到了薄膜厚度分别为0.12、0.48、0.81μm时相应的多晶晶粒尺寸增大的样品,其光学能隙分别变窄为1.54、1.48和1.46eV,向单晶CdTe能隙值1.44eV逼近。薄膜在本征吸收的可见光区有高的吸收系数。

计算机自动控制的热壁低压 MOCVD 系统的建立及其应用

本文根据金属有机物化学气相沉积（ＭＯＣＶＤ）系统的原理和特点，建立了计算机自动控制的热壁低压ＭＯＣＶＤ系统。我们首次采用热壁低压ＭＯＣＶＤ方法在制备高质量薄膜的同时，制备出了纳米微粉。

竖直热壁冷却下降液膜瞬变传热及相界面波动

采用数值方法对恒热流密度竖直热壁表面自由下降液膜冷却流动过程进行瞬态研究,建立了简化为二维问题的物理模型和数学模型,选用RNG k-ε模型求解汽液两相湍流流动,基于VOF多相流模型结合自编程用户定义函数求解相变过程中的传热传质。得到了不同因素影响下,冷却降膜厚度在热壁不同位置的分布规律。结果显示,冷却降膜的流动过程中,其表面存在不同程度及类型的波动。热扰动会降低液膜相界面流动稳定性,提高液膜流量能够抑制液膜表面波动,两种影响因素对于液膜的流动稳定性是相互抑制的。核态沸腾发生时,液膜内汽泡的运动、变化会对液膜相界面波动产生显著影响。瞬态计算结果显示,不同工况下,降膜冷却传热过程中表面传热系数具有相同的变化趋势。液膜的热稳定性受到入口液流量及壁面热流密度的耦合影响。根据汽液两相流动及传热传质特性,分析了发生以上现象的原因。

高热壁油气热爆燃实验研究

设计了高热壁油气热爆燃实验系统,对地下受限空间油气混合物在高热壁条件下的热爆燃现象进行研究,获得了油气热爆燃过程中测点的温度和各成分体积分数变化历程,以及热起燃过程的时序照片。根据实验结果,讨论了油气混合物热爆燃的着火方式、着火条件及着火延滞期规律。结果表明,高热壁条件下,密闭坑道内的油气混合物的着火温度高于自燃点近80 K。高热壁周围极大的温度梯度是着火温度远高于自燃点的原因之一。热壁条件下油气混合物引燃过程分为缓慢氧化阶段、快速氧化段和着火段3个阶段。热壁着火的延迟期在实验条件下相当长,着火方式以热壁表面油气点燃为起点。

CdTe单晶薄膜的热壁外延

CdTe不仅是制作核辐射探测器的重要材料,而且还可用来制作太阳能电池,是外延Hg1-zCdzTe的理想衬底。由于很难获得大块完美的单晶,为此,人们对CdTe单晶外延层的生长进行了广泛的研究。 热壁外延（Hot Wall Epitaxy,缩写为HWE）是一种真空沉积薄膜的方法。其主要特点是在蒸发源和衬底之间加了一个套筒,并加热,成为热壁。目的在于能生长出完美的单晶外延层,形成一个很接近热力学平衡的沉积系统,迫使从蒸发源出来的原子或分子指向衬底。

热壁加氢反应器运行过程中的材质劣化问题

堆焊层的表面开裂、氢致剥离，器壁母材的回火脆化、氢脆和氢致裂纹扩展等材质劣化问题是影响热壁加氢反应器使用安全的主要问题。对这些问题产生的原因及其影响因素作了概要的分析和讨论。并在理论分析和实验研究的基础上，探讨了热壁加氢反应器安全运行的保障技术。