适应锅炉调峰运行的水冷壁高温腐蚀预测模型

随着可再生能源大规模并网,传统火电机组作为调配能源的地位显著增强,这对锅炉灵活调峰运行的安全稳定性提出了更高要求。本文耦合烟气侧与工质侧传热,结合管壁温计算,形成水冷壁壁温分布耦合计算方法。同时,建立了用于确定还原性气氛下的燃料硫释放以及含硫组分的相互转化过程的SO_(x)生成模型。综合炉膛数值模拟、水冷壁壁温耦合计算以及包含时间维度的管壁高温腐蚀模型,提出了一种适应锅炉调峰运行的水冷壁高温腐蚀预测模型并基于Matlab GUI开发了对应软件。选取一台超临界600MW四角切圆燃煤锅炉为研究对象,结果表明:采用壁温耦合计算模型和SO_(x)生成模型得到水冷壁的壁温分布和近壁面H_(2)S浓度分布准确度高,为水冷壁高温腐蚀的准确预测提供了良好基础。不同负荷下水冷壁高温腐蚀特征存在差异,壁面腐蚀程度整体上随负荷降低而降低。100%BMCR与75%THA负荷下前墙水冷壁燃烧器与SOFA之间的区域腐蚀最为严重,最大年腐蚀深度分别为276μm和233μm;50%THA与35%BMCR负荷下高温腐蚀深度在燃烧器区域的上部迅速增加至最大值,分别为224μm和256μm。多工况运行水冷壁高温腐蚀状态表现为各工况腐蚀状态的时空叠加。运用水冷壁高温腐蚀预测模型可实现通过锅炉运行参数和运行时间预测多工况下水冷壁高温腐蚀状态程度的时空分布。

高灵敏度SiC动态高温压力传感器仿真研究

为了提高碳化硅(SiC)动态高温压力传感器的灵敏度,采用p型SiC材料,同时对传感器的敏感单元的不同结构———方膜和圆膜,利用Ansys软件进行了静力学仿真与分析,并完成了敏感芯片的尺寸设计。仿真结果表明:优化后的传感器输出灵敏度为14.2μV/(V·kPa)。在100~600℃内非线性误差小于1.53%。动态仿真表明:传感器的固有频率为481kHz,传感器可以在160kHz高频环境中安全工作,该结果为进一步制备SiC高温压力传感器奠定了理论支撑。

高温高应变率下钛合金Ti6Al4V的动态力学行为及本构关系

采用分离式霍普金森压杆实验技术,研究了钛合金Ti6Al4V在温度为25~800℃、应变速率为2 000~7 000 s-1的冲击压缩下的动态力学行为和微观组织演变,分析了其力学响应的温度依赖性和应变率敏感性,构建了可准确表征材料塑性流动行为的修正Johnson-Cook模型。结果表明,Ti6Al4V具有显著的应变硬化、应变率强化、应变率增塑和温度软化效应。随着加载温度和应变率的升高,材料的应变硬化效应减弱。温度敏感性随加载温度的升高而显著降低。应变率敏感性因子与加载温度呈负相关,随真实应变的增大呈下降趋势。高温高应变率下细小等轴α相、拉长型α相和块状α相取代初始等轴α相成为Ti6Al4V微观组织的典型特征。考虑率-温耦合作用和绝热温升影响的修正Johnson-Cook模型能够准确地预测Ti6Al4V的塑性流动应力-应变响应。

鲜食糯玉米杂交种对花粒期高温的响应及耐高温性评价

探究花粒期高温胁迫对鲜食糯玉米杂交种花期、植株和产量等相关指标的影响,并对杂交种的耐高温性进行评价,筛选出耐高温能力强的品种,为保障生产安全提供品种支撑。以12个鲜食糯玉米杂交种为试验材料,花粒期避开高温(4月3日,对照)和花粒期处于高温(6月7日,高温处理)2个时间播种,在大田自然环境下进行耐高温性鉴定。调查记载杂交种的生育时期,成熟后用直尺测定株高与穗位高,测量穗长、穗粗、穗行数、行粒数、鲜百粒质量、秃尖长度和小区产量。根据产量性状的耐高温系数,采用主成分分析法、隶属函数分析法、聚类分析法评价鲜食糯玉米品种的耐高温性。结果表明,高温胁迫造成鲜食糯玉米杂交种的散粉期、吐丝期和采收期提前,平均提前2.25、1.08、3.59 d;散粉—吐丝间隔期变长,平均延长1.17 d;吐丝—采收间隔期变短,平均缩短2.50 d。高温胁迫造成株高和穗位高降低,耐高温系数均低于100%,品种之间存在差异。天贵糯932株高和穗位高的耐高温系数最大,分别为94.75%和89.07%;万糯2000株高的耐高温系数最小,苏科糯1702穗位高的耐高温系数最小,分别为86.62%和79.32%。高温胁迫导致小区产量下降,穗长、穗粗、鲜百粒质量降低,穗行数和行粒数减小,秃尖长度增加,耐高温系数由大到小为秃尖长度>穗粗>穗长>穗行数>行粒数>鲜百粒质量>小区产量,品种之间存在明显差异。苏科糯1801的耐高温性最强,耐高温性综合评价值(D值)为0.915;万糯2000的耐高温性最差,D值为0.130;耐高温能力由强到弱为苏科糯1801>农科糯336>苏科糯1902>苏玉糯5号>苏科糯1704>苏科糯1701>苏科糯1803>苏科糯1901>天贵糯932>苏科糯1702>彩甜糯6号>万糯2000。根据D值进行聚类分析,将12个杂交种分为耐高温型、中间型和高温敏感型。其中,苏科糯1801、农科糯336、苏科糯1902是耐高温型品种,万糯2000、苏科糯1702、彩甜糯6号是高温敏感型品种。高温胁迫环境下,耐高温型品种的产量性状优于中间型和高温敏感型品种,且变化幅度较小。

高温改性钢渣活化过硫酸盐降解甲基橙和苯酚的反应机制

采用高温改性钢渣活化过硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)降解甲基橙(methyl orange,MO)和苯酚(phenol,AR)。考察了改性钢渣投加量、PMS浓度、初始pH值、反应温度对MO和AR降解效果的影响。在改性钢渣质量浓度为9.0 g/L、PMS物质的量浓度为12.0 mmol/L、初始pH值为7.0、反应温度为25℃的条件下,反应90 min,30 mg/L MO和15 mg/L AR的降解率分别达到90.5%和100%。材料表征分析结果表明,高温改性钢渣比表面积增大、孔隙率高、催化氧化PMS性能好,且重复利用仍有较好的原位恢复性能。自由基淬灭和电子顺磁共振波谱实验说明,高温改性钢渣/PMS反应体系存在非自由基(1 O 2)和自由基(SO_(4)^(-)·和·OH),发挥了碱活化PMS和铁氧化物活化PMS的共同作用,最终将MO和AR降解为小分子物质。

天然富有机质含铵伊利石高温高压稳定性研究

含铵伊利石等含铵黏土矿物是地壳中重要的储氮矿物,研究其高温高压稳定性对地球壳–幔圈层间氮循环具有重要意义。本研究通过高温高压(HTHP)模拟实验,初步探索了天然富有机质(具类石墨结构)的含铵伊利石矿物结构及其携带的C、N元素的稳定性。结果表明,在高温(600)℃常压环境下,含铵伊利石层状结构发生塌陷,结构羟基脱失,层间NH_(4)^(+)脱失,其表面类石墨的结构有序度下降,部分含C、N官能团脱失,但仍有近一半得以保存。伊利石层间NH_(4)^(+)的热稳定性受矿物层状结构的制约,当伊利石因高温发生层间塌陷时,NH_(4)^(+)失去伊利石片层保护后受热发生分解。而不同形态有机氮的热稳定性主要与其在类石墨有机质芳香结构中的位置有关。含铵伊利石结构在高温高压(600℃、2 GPa)下保持稳定,类石墨的有序度以及石墨化程度均增强,表明压力在一定程度上补偿了温度的影响。此外,伊利石表面具网状片层结构的类石墨有机质对矿物结构有物理保护作用。同时,有机质中的部分C、N元素在高温高压下与伊利石结构中的Al和O等元素形成稳定的化合键,亦可增强有机质的稳定性。含铵伊利石在高温高压下的稳定性表明,含铵黏土矿物很有可能是携带地壳中的氮经俯冲进入地球深部的载体矿物。有机质中C、N元素的高温高压稳定性表明,地层中含N类石墨有机质可成为地球深部C、N元素的潜在来源。

高温后冷却方式对玄武岩纤维混凝土力学性能的影响

高温处理后混凝土力学性能是工程建设中评价混凝土结构安全性能的重要指标之一。对不同玄武岩纤维(BF)掺量混凝土的力学性能进行了测试,将最优掺量的玄武岩纤维混凝土(BFRC)与普通混凝土(OC)进行高温处理(200、400、600、800℃),研究不同冷却方式(自然冷却和喷水冷却)对高温后BFRC性能劣化的影响,分析BFRC在不同温度和冷却方式下的力学性能变化规律。结果表明,当BF掺量为0.05%(体积分数)时,BFRC抗压强度、劈裂抗拉强度达到最大值,分别为50.2、3.5 MPa,较OC分别提高了14.87%、34.62%。BF的掺入能够有效增加混凝土的韧性以及抵抗开裂变形的能力。随着温度增加,BFRC试件的弹性模量减小但始终大于OC试件。同一冷却方式下OC的峰值应变均大于BFRC,不同冷却方式下的延性指数较常温均有所提高。

柞蚕胚胎对高温胁迫的耐受性及其遗传

为探索柞蚕胚胎对高温胁迫的耐受性及其遗传规律,对试验群体辽蚕527及5个亲本10个F1组合的柞蚕受精卵采取43℃以上的高温胁迫。结果表明:高温胁迫对不同发育阶段胚胎的影响存在显著差异。有效积温在5~10℃时对高温胁迫的耐受性最弱,而有效积温在20℃时对高温胁迫的耐受性最强。高温胁迫对胚胎生命力的影响存在显著差异,随着温度的升高,孵化率降低。高温胁迫也会延长胚胎的发育时期,并且对孵化整齐度产生重要影响,使孵化时间延长。不同品种对高温胁迫的耐受性存在显著差异,其中辽蚕527对高温胁迫的耐受性最强,小白蚕的耐受性最弱。遗传分析表明:柞蚕胚胎对高温胁迫的耐受性受4对主基因控制,主基因效应明显,其遗传率为91.97%,而微效多基因对其影响较小,遗传率仅为5.77%。综上,通过杂交后代胚胎对高温胁迫耐受性进行早期选择,可以选育出对高温胁迫耐受性强的柞蚕品种。

外源甜菜碱对高温胁迫下生菜种子萌发的影响

本研究以生菜高温敏感品种“黑木耳”为试验材料,研究外源甜菜碱对高温胁迫下生菜种子萌发的影响。结果表明,高温胁迫下,经过甜菜碱预处理后的生菜种子发芽率、发芽指数和种子活力与对照相比均显著提高。对种子相关生理指标进行测定,发现丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_(2)O_(2))和超氧阴离子(O_(2)^(·-))与对照相比含量显著下调,而脯氨酸(Pro)含量增加,同时过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)三种酶活性显著上调。说明高温胁迫导致生菜种子中活性氧(ROS)水平升高并引起过氧化反应从而抑制种子萌发,外源甜菜碱可以通过增强抗氧化系统、清除活性氧,以及累积Pro,进而提高生菜种子的耐高温能力,起到很好的种子引发作用。

高温环境下弹簧功能-传感共形位移测量装置及方法

机械装备的位移测量是状态检测和运动控制的关键,基于激光、电涡流、电感和电阻等原理的常规位移测量方法无法应对高端装备紧凑测试空间和高温、油污等恶劣环境条件下的位移测量挑战。基于材料力学与弹簧结构,构建一种新的弹簧功能-传感共形的位移测量模型,对弹簧整体受力及位移进行分析,确定位移-应变映射关系;基于有限元方法建立弹簧的应变-位移模型,分析弹簧位移测量的敏感点、不同组桥形式、位移激励频率等因素影响;通过搭建电液伺服高频冲击试验台,在扫频和加热工况下进行弹簧位移测量装置及方法的有效性和动态性能测试。试验结果表明:加载频率在100 Hz及以下时测试精度可达0.06 mm,高温适应性不低于275℃;经车用干片式制动器高温制动试验应用验证,在工作温度160℃以上仍能实时稳定获取机构的动态位移信号,为高温制动器状态检测及其故障诊断提供了嵌入式测试技术支撑;该共形位移测量方法在高温条件下具有良好的线性度和精度,为紧凑空间及高温等恶劣环境下位移测量提供了一种有效方法,尤其是在具有弹簧等弹性元件的情况下能够实现对原系统无影响的嵌入式测试。

船用铸铁耐高温甲酸腐蚀涂层抗高温腐蚀性能研究

为有效预防铸铁材料的腐蚀,提高船舶的安全性,研究船用铸铁耐高温甲酸腐蚀涂层抗高温腐蚀性能。制备纳米Fe粉体材料和添加了纳米Al粉和Cr_(3)C_(2)粉的Fe-Al/Cr_(3)C_(2)复合喷涂粉体材料以及指标甲酸溶液,利用正火态20钢制备铸铁试件M-1和M-2,将甲酸溶液作为腐蚀溶液,在不同高温环境下进行抗高温腐蚀性能测试。试验结果表明,铸铁涂层试件在高温甲酸溶液腐蚀后,涂层表明呈现不同程度凸起,该凸起为Al和Cr氧化物以及Fe氧化物,该氧化物对铸铁材料起到了保护膜作用,因此试件M-2的抗高温腐蚀性能较好;在相同高温甲酸溶液腐蚀环境下,试件M-2的质量损失数值也低于试件M-1,表明添加了纳米Al粉和Cr_(3)C_(2)粉的Fe-Al/Cr_(3)C_(2)复合喷涂粉体材料制备成的铸铁试件M-2抗高温腐蚀能力较强。

湖南省地表高温遥感评估指标构建和特征分析

基于长时序遥感产品构建地表高温评估指标,分析湖南省近20 a地表高温分布特征,可为农业生产和防灾减灾提供技术参考。首先利用2002—2021年的MYD11A1、MYD13A1、MYD09GA长时序数据回归计算日地表高温数据集,然后基于百分比法、百分位法和趋势比率法构建地表高温遥感评估指标,并分析其时空分布特征。结果表明,使用日地表温度大于等于45℃面积占比作为日尺度的地表高温等级阈值划分指标与气象预警指标一致性最好,湖南省地表高温年最大值以2013年为转折点增加显著;基于百分位法确定的湖南省年尺度的地表高温极端阈值(40.2~64.1℃),可作为高温强度的评价指标;利用湖南省地表高温趋势率来评价湖南省地表高温年增减趋势具有较好的应用价值,长株潭城市群和洞庭湖区的快速增温、衡邵干旱走廊的极端高温需要重点关注。

镍基高温合金的热机械疲劳寿命预测模型研究

针对发动机热端部件常用材料镍基高温合金GH4169进行了200~450℃及400~650℃条件下的同相位热机械疲劳(TMF)试验,考虑TMF条件下多晶材料在弹性阶段产生的微观损伤应变能,提出一种适用于多晶材料的TMF寿命预测模型,并结合试验数据确定模型参数;采用GH4169、IN718、DD8三种高温合金对该模型的TMF寿命预测能力进行评估,结果表明,提出的寿命模型预测精度高于TMF寿命预测常用的Manson-Coffin模型和Ostergren模型。

补饲胆固醇对高温环境下湖羊母羊繁殖性能和血清生化指标的影响

【目的】研究饲粮中添加胆固醇对中国南方夏季湖羊发情率、受胎率和血清生化指标的影响。【方法】选择108只体重相近(33.60 kg±1.86 kg)的健康湖羊母羊,其中30只湖羊在非高温季节(4月份,平均最高温度20.9℃±3.2℃)饲粮添加不同剂量胆固醇(0.1%和0.5%),ELISA方法检测血清中胆固醇含量的动态变化,筛选合适的胆固醇添加量;另外78只湖羊随机分成2组(对照组和试验组),试验期63 d(从同期发情处理第1天到自然发情后配种的第30天),在夏季高温季节(7-9月份,平均最高温度31.3℃±2.6℃),对照组饲喂基础饲粮,试验组饲喂添加0.1%胆固醇的基础饲粮,ELISA方法检测血清中雌二醇(E2)和孕酮(P4)水平,研究饲粮添加胆固醇对湖羊发情率、受胎率和血清生化指标的影响。【结果】非高温季节湖羊基础饲粮中分别添加0.1%和0.5%胆固醇,48 h后两组湖羊血清中胆固醇含量趋于一致,据此选择0.1%作为高温季节补饲胆固醇的添加剂量。夏季高温季节在补饲0.1%胆固醇的第3、30和63天均能显著提高湖羊血清中胆固醇含量(P<0.05);且试验组湖羊自然发情率(89.7%)高于对照组(82.1%)(P>0.05),受胎率(60.0%)显著高于对照组(46.9%)(P<0.05)。试验组湖羊总蛋白、球蛋白、白细胞介素-1和甘油三酯含量均显著高于对照组(P<0.05),而尿素氮含量显著下降(P<0.05)。【结论】夏季高温环境下,在湖羊母羊饲粮中添加0.1%胆固醇可有效提高其发情率和受胎率。

高温合金熔化焊的研究现状及发展趋势

综述了高温合金熔化焊的研究进展.对电弧焊、电子束焊和激光焊等常见高温合金熔化焊工艺技术的优势和应用范围进行了阐述;介绍了常见的焊接裂纹类型,并对凝固裂纹、晶界液化裂纹、应变时效裂纹和失塑裂纹的形成机理及影响因素进行了概括总结;此外,从热输入、材料的成分和微观结构以及焊接残余应力等方面探讨了提高熔化焊焊接性的主要技术方法.由于母材合金成分和组织结构与焊接性能密切相关,在未来的发展中,应加强对新兴高温合金和传统不可焊高温合金等的成分设计,此外,也应关注焊接工艺技术的完善以及焊前和焊后处理方法的改进,协同提高高温合金的焊接性能,促进高温合金熔化焊的广泛应用.

咖啡果小蠹的假死行为及短时高温对其致死作用

咖啡果小蠹[Hypothenemus hampei(Ferrari)]是2019年新入侵海南的一种严重威胁全世界咖啡生产的害虫,对海南甚至全国咖啡产业的健康发展构成重大威胁。为尽快了解咖啡果小蠹的习性,以及为今后该害虫的防控技术提供基础数据,本研究观察了咖啡果小蠹的假死行为和耐饥能力,并探讨短时高温对其致死效应。结果表明:24 h不饲喂任何食料对咖啡果小蠹成虫的假死行为无显著影响;45℃短时高温处理2 h显著提高了咖啡果小蠹成虫出现假死反应的比例和时长,假死反应出现比例达72.0%,假死时长为320.33 s,显著高于26℃下的假死时长(43.26 s)。咖啡果小蠹成虫具有较强的耐饥能力,在不提供任何食料的情况下,其最长存活时间可达204 h,平均存活时长达90.17 h。咖啡果小蠹成虫经短时高温处理后,处理温度与处理时长均显著影响其存活率,随着处理温度的升高及处理时间的延长,死亡率逐渐增加。45℃处理6 h后校正死亡率达94.92%;处理12 h的死亡率达100%;36℃和39℃处理6 h及以下时长对咖啡果小蠹的存活能力影响较小,36℃和39℃处理6 h,处理后24 h的校正死亡率分别为16.94%和23.73%。不同短时高温处理的半致死时间(Lt50)表现为随处理温度的升高而缩短,且随着观察时间的延长,Lt50随着缩短,其中45℃处理后24 h和48 h的Lt50最短,分别为3.11 h和2.70 h;36℃处理的Lt50最长,分别为17.85 h和11.42 h。不同短时高温处理6 h,处理后24 h和48 h的半致死温度(LT50)分别为39.53℃和38.66℃,LT50随观察时间的延长而降低。

身管材料的高温氧化行为

随着对火力打击要求的提高、大威力火炮的发展、身管材料的高温氧化日益严重,严重影响武器性能的发挥,甚至导致武器报废。但目前对身管材料的抗氧化性能研究较少。针对3种身管材料PCrNi3MoVA钢、30SiMn2MoVA钢和MPS700钢,研究其在600℃空气条件下的抗氧化性能和氧化机理。通过扫描电子显微镜、能谱和X射线衍射仪分析了氧化层的截面形貌和物相,分析其氧化动力学行为。研究结果表明:随着氧化时间增加,3种钢的氧化膜厚度逐渐增厚,厚度增加率逐渐降低,3种身管钢的氧化动力学曲线都符合氧化膜抛物线生长动力学规律;在600℃高温下,PCrNi3MoVA钢中的内氧化层形成了具有网络结构的粘附层,该网络结构主要由富含Ni和Cr的尖晶石氧化物组成,而该粘附层并不能成为防止氧化的屏障;30SiMn2MoVA钢氧化层的内层为Si氧化物的多孔聚集区,结构较为松散,氧化物剥落较为严重;MPS700钢的内氧化层形成了富含Cr的保护性氧化层,有效的阻碍了氧化的继续进行;同时,Mo稳定了氧化膜,间接提高了抗氧化性;综合对比,由于Cr、Mo等合金元素的综合作用,在高温工况下MPS700钢比PCrNi3MoVA钢和30SiMn2MoVA钢能够更好地形成致密的氧化层,从而可降低基体的高温氧化和磨损程度,更有适用于制备长寿命、高可靠性身管材料。

32Cr3Mo1V表面激光熔覆TiC/钴基高温合金组织和性能研究

针对铝热轧辊套表面因高温摩擦磨损失效的问题,采用同轴送粉式激光熔覆在32Cr3Mo1V表面制备不同质量分数(0%、5%、10%、15%)TiC/Co-08高温耐磨熔覆涂层。分析了该熔覆层的显微组织形貌、相组成及微区成分;测试了显微硬度、高温摩擦磨损性能。结果表明,Co-08涂层主要由γ-Co及晶间碳化物组成,其磨损形式为氧化磨损和磨粒磨损。TiC添加量为5%时,晶间组织碳化物含量减少,涂层中Fe元素含量升高,涂层显微硬度降低,摩擦系数有所升高,磨损形式为粘着磨损和磨粒磨损。TiC含量≥10%时,晶间碳化物含量升高,涂层中析出细小的TiC颗粒,有效提高了涂层的显微硬度,其摩擦系数也明显降低,磨损机制主要为氧化磨损及轻微的磨粒磨损。当TiC添加量为5%时,涂层显微组织变得粗大且显微硬度及高温耐磨性均降低。随着TiC含量的继续增加,涂层中重新析出小尺寸TiC增强体,且晶间碳化物含量也有所上升,其显微硬度及高温耐磨性也随TiC含量的增加而升高。在TiC含量≥10%时,TiC/Co-08复合涂层具有良好的高温耐磨性。

中国古代的高温技术与发明人工冶铜

几十万年前中华文明地区就掌握了人工制造火、控制火并保留火种的能力,成为发展早期高温烧制陶器的技术基础。通过捶打在周边环境中捡拾到的自然铜,人类逐渐掌握了变形加工以制作铜器的能力。相对于环地中海地区,新石器末期中国各地烧制陶器所使用的高温加热技术逐渐呈现出一定领先优势,不仅为发明人工冶铜并顺利进入铜器时代提供了高温技术支撑;而且随后基于领先于全世界的高温技术,率先发明了需1200℃以上加热才能制作出来的瓷器,为人工冶铜技术的出现奠定了坚实的高温基础。早期铜器的化学成分主要取决于所获得铜矿石的天然成分,高温冶铜则有利于促使铜器化学成分的均匀化。

高温声学检测技术的发展、应用与挑战

以我国航空航天、钢铁冶金、特种设备等领域的高温声学无损检测技术研究与应用为主线,分析了高温声学检测技术在促进先进高温材料制备与研发、钢铁冶金行业绿色低碳生产和产业升级、高温压力管道安全运行与维护等方面的巨大需求。介绍了国内外在高温声学检测的技术方法和仪器研制等方面取得的进展,分析了压电超声、电磁超声、激光超声、激光电磁超声等技术在高温无损检测应用方面存在的优缺点和应用场景,总结了高温声学检测技术面临的机遇与挑战。