用光谱层析技术重建等离子束射流场

提出了一种用光谱层析技术结合数值计算原理来重建等离子束射流温度、密度、压力和速度场的诊断方法.用CCD扫描光谱系统获得谱线强度,通过相对强度法重建温度场;再借助等离子射流有关物理方程来重建其它物理参量.分析了等离子束射流温度、密度、压力和速度场的空间分布特点以及它们之间的内在联系.

炼钢氧枪的集束射流数值模拟研究

利用Fluent软件对炼钢氧枪射流流场的速度进行了模拟,发现集束氧枪较超音速氧枪气流沿中心轴线的速度衰减显著下降。对集束氧枪流场的温度和密度进行模拟,采用燃气燃烧产生的高温的、低密度保护区域是集束氧枪核心段延长的主要原因;而采用纯氧作为保护气不能增加主射流核心段长度,因此纯氧方案作为保护气是不可行的。研究为炼钢用氧的集束射流设计提供了理论依据。

集束射流氧枪技术及应用

集束射流氧枪具有射流长度长、穿透深度大、对钢液熔池搅拌能力强等特点。介绍了集束射流氧枪技术的原理、特点以及在国内外电炉和转炉上的应用情况,并对该技术在国内的应用前景进行了分析。

保护气对集束射流特性的影响

集束氧枪是现代电弧炉炼钢主要供氧手段。保护气的物理特性对集束射流的射流特征有着一定的影响。本研究利用Fluent软件对电弧炉炼钢过程中常用集束氧枪的射流特征进行了数值模拟。在模拟实验中,应用普通的保护气取代电弧炉炼钢过程中集束氧枪常用的燃气,分析保护气的种类、保护气的流量以及保护气的温度对集束射流特性的影响,并且将其与传统超音速氧枪和电弧炉的集束氧枪的射流特性进行对比。

CCD光谱层析技术重建氩等离子束射流三维温度场

根据谱线相对强度法,提出了利用正交面阵CCD光谱层析技术,实时重建氩等离子束射流三维温度场的方法。通过CCD获得的待测场图像与没有射流射出时在待测场处放置的坐标纸图像进行比对,测量了实际待测场的大小;利用步进电机带动光纤探针对待测场进行扫描,通过光谱仪获得了待测场的光强分布。根据谱线相对强度法中谱线选取的原则,选择了696.5和763.5nm两条谱线作为研究对象。为防止CCD接收光强过饱和及待测场边缘光谱信息的损失,根据待测场的大小和光强分布设计了梯度衰减片,再通过窄带滤波片获得了待测场的光谱信息。结果表明与光纤光谱扫描法获得的结果吻合较好,不确定度为3.3%。系统满足了实时重建三维温度场的要求,为等离子束射流后续的密度场、压力场和速度场的实时诊断提供了坚实基础。

集束氧枪结构参数对射流流场分布特征的影响

采用数值模拟及热态燃烧实验方法,分析了3种不同集束氧枪末端几何结构在常温及高温条件下的射流速度场及温度场分布特性,并重点研究了常用枪位条件下射流动压对熔池的冲击形貌特点的影响.研究结果表明,采用收束式约束集束氧枪可有效抑制射流能量向径向的扩散,从而延长伴随流高温区长度,达到提高超音速射流核心段长度及熔池搅拌效果的目的.

不同种类燃气对集束射流特性的影响研究

应用FLUENT软件对电弧炉用集束氧枪的射流特性进行数值模拟研究,讨论了环氧流量、燃气种类、燃气流量以及燃气热值对集束射流射流特性的影响。比较分析高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气和天然气燃烧条件下的集束射流射流特性,并与普通超音速射流进行对比。最后,通过实验室实验进行验证。

集束射流技术在炼钢生产中的应用

简述了集束射流技术的基本情况,与传统超音速射流的特性进行了对比,从而看出集束射流具有发散小、喷射距离远和喷溅少等特点,可以形成较大的穿透深度,改善了对钢液的搅拌效果。介绍了集束射流氧枪的基本结构。列举了集束射流技术在国外电弧炉上的应用情况,从使用效果可以看出,应用集束射流技术后,提高了生产效率,降低了生产成本。还介绍了集束射流技术在转炉上应用时所具有的优点,并对集束射流技术在国内的应用前景进行了展望。

集束氧枪不同环缝间距离对集束射流射流特性的影响

集束氧枪的发明和应用,改变了电弧炉传统的用氧工艺。在主氧周围增加伴随流,提高了氧气射流的聚合效果。本研究利用fluent软件模拟高温条件下不同环缝间距离对集束射流特性的影响,分析了主氧射流周围的漩涡对集束氧枪聚合效果的影响。研究结果表明,燃气与主氧间的距离对集束射流速度核心区长度具有显著影响,燃气与环氧间的距离对集束射流则无显著影响。本研究为炼钢用集束氧枪提供了一定的理论参考。

电弧炉炼钢“CH4-N2”混合燃气集束射流行为及应用

针对电弧炉炼钢"CH4-N2"混合燃气集束射流行为开展了数值模拟和射流检测实验研究,并将该技术应用于电弧炉炼钢生产。发现当燃气组成为75%甲烷+25%氮气和100%甲烷时,集束射流的射流行为和燃烧规律接近一致。在实际生产中,相较100%甲烷的燃气组成,采用75%甲烷+25%氮气的燃气可实现吨钢钢铁料消耗降低3 kg、天然气消耗减少0.86 m3(标准),同时对电弧炉冶炼终点钢液氮含量基本没有影响。

液体旋转和喷射流体的流场分析及其应用

研究液体喷射流体和旋转雾化流体的流场结构。依据Prandtl理论导出半空间自由射流束宽度和射流速度的算式。观察旋动雾化流体流动的工况 ,通过实验测量自由射流束的宽度张角及旋转雾化流体的参数。文中的研究结果在环境工程治理及工业上得到应用。

射流手术刀的研究

水射流手术刀研制是基于水射流束力学原理和组织器官的特性研制而成.大量动物实验表明:神经纤维和血管网状结构及致密结统组织,具有耐受强的冲洗而其间细胞则被冲洗掉,我们研制的水射流刀能够切割除血管神经外的组织器官而对周围组织无任何损伤,它具有在手术过程中不需阻断血流,因而可保留血管、出血少.它还具有安全、方便、价廉.也可用于肝、肾血管铸型标本的制作.

前混合磨料射流加工系统之光整加工试验研究

使用前混合磨料射流加工系统喷射的微细射流束,进行了Q235钢板和Ly10铝板的气体压强单因素光整加工试验,根据试验,得出气体压强是决定加工效果的核心因素,对材料的去除量和表面粗糙度都有很大的影响。

确定性磁射流抛光技术

介绍一种新型的磁场辅助稳定射流的确定性精密抛光技术——磁射流抛光技术。磁射流抛光利用局部外加轴向磁场固化含有磨料的磁流变液射流束,产生准直的硬化射流束进行相对远距离的确定性精密抛光。介绍该工艺的工作原理,其次定性分析了聚束射流形成的原因,通过一系列试验验证了该工艺精密抛光深凹表面的可行性,还进行磁射流去除波纹度的试验研究,基于计算机控制光学表面成形技术进行去除函数的优化计算。试验结果表明磁射流集束性好,对于抛光距离不敏感,因此在高陡度的凹形光学零件和内腔等复杂形面的确定性精密抛光中具有潜在的独特优势。

压电泵激励信号对压电射流陀螺灵敏度的影响

为使压电射流陀螺具有更高的灵敏度,研究了压电泵激励信号对其灵敏度的影响。介绍了该陀螺的结构及工作原理,研究了压电陶瓷双晶片弯曲振动的数学模型、运动方程、谐振频率。采用函数信号发生器产生任意波形的激励信号,研究了不同电压、频率及波形的激励信号对该陀螺灵敏度的影响。实验结果表明:压电射流陀螺的灵敏度随激励信号电压增高而增大;该陀螺的灵敏度随激励信号频率增加先增大后减小,在一阶谐振频率处出现最大值;在相同电压及频率下,方波信号激励下的输出灵敏度最大,其次为正弦波,锯齿波最小。

磁射流抛光技术研究

磁射流抛光技术是一种新型的确定性精密抛光方法。磁射流抛光利用局部外加轴向磁场固化含有磨料的磁流变液射流,产生准直的硬化射流束进行相对远距离的确定性精密抛光。介绍了该工艺的工作原理,聚束射流形成的理论分析,并通过一系列实验验证了该工艺的优势。实验结果表明磁射流集束性好,对于抛光距离不敏感,因此在高陡度的凹形光学零件和内腔等复杂形面的确定性精密抛光中具有潜在的独特优势。

圆形喷嘴平行射流组流体动力学特性

本文在簿剪切层理论基础上,建立了平行射流组的理论模型,并依据Prandtl混合长度理论,求出了该模型的分析解。通过该模型的计算分析,得出:(1)沿流动方向轴向速度逐渐衰减,其轴心最大速度衰减与单射流相同;(2)沿y方向,轴向速度按余弦规律分布,并且随着向射流组下游发展,其速度振幅逐渐减少,直到趋于平坦。在离喷嘴足够远的流动相似区,计算结果与实验结果是一致的。

转炉炼钢用集束氧枪的模拟研究

利用Fluent软件分别对炼钢超音速氧枪和集束氧枪射流流场的速度进行了模拟,研究发现集束氧枪较超音速氧枪气流沿中心轴线的速度衰减显著下降。通过结果对比,论证了集束射流氧枪的优越性,并且在安阳钢铁公司第二炼钢厂35 t转炉进行了使用并对其使用效果进行了分析。试验结果表明,集束射流氧枪成功的解决了35 t转炉炼钢磷高的问题,并且钢铁料消耗及氧气消耗均有所下降。研究为转炉炼钢用集束射流氧枪的设计提供了理论依据。

集束氧枪实验研究及其工业应用

主要介绍了集束射流氧枪技术,根据实验室条件设计出集束射流氧枪,对其进行了冷、热态实验,加以改进并在钢铁厂加以应用,从工业现场数据中分析集束射流氧枪对工业增产的效果。