注塑机注射螺杆熔融段流固耦合分析及优化

针对注塑机螺杆长期受到的高黏度熔融塑料流体挤压发生塑性变形,降低螺杆寿命的问题,以1600 k N注塑机螺杆熔融段为研究对象,进行正交试验分析,在提高螺杆寿命的同时,保证了螺杆注射效率。以螺杆导程、棱宽和槽深为变量,以螺杆熔融段轴向流速、最大等效应力、最大变形以及最大容量为评价指标,经过设计正交试验,运用ANSYS Fluent以一种低密度聚乙烯为塑料流体材料进行单向流固耦合分析。结果表明,当螺杆导程为50 mm、棱宽为3.6 mm、槽深为3 mm时的优化效果最佳,与优化前相比,轴向流速提高了6%,等效应力降低了26%,最大变形降低了18%,最大容量提升了3%。优化后,螺杆等效应力和变形较小,流体轴向流速更快、流体最大容量更高。

氟锂铍熔盐热中子散射效应对熔盐堆中子学性能的影响

氟锂铍(FLiBe)熔盐作为液态熔盐堆的冷却剂和载体盐,具有一定的慢化性能,其热中子散射数据影响熔盐堆的中子学性能,进而影响熔盐堆物理设计和安全运行。基于通用蒙特卡罗粒子输运程序分析了液态FLiBe熔盐的热中子散射数据对65 MW熔盐堆堆芯中子能谱、不同能谱下有效增殖因数k_(eff)、核素反应率、温度反应性系数等中子学性能的影响。研究结果表明:考虑FLiBe熔盐热散射效应,堆芯中子能谱变硬,导致~(235)U裂变反应率和k_(eff)变小,燃料的温度反应性系数中多普勒系数减小0.28×10~(-5) K~(-1),而密度反应性系数几乎无变化。当堆芯由热谱转变为相对较快的中子能谱时,FLiBe熔盐热散射效应导致~(235)U裂变率减少的变化量降低,k_(eff)的下降幅度从9.2×10~(-4)变为2×10~(-4)。因此,熔盐堆堆芯物理计算需开展FLiBe熔盐的热中子散射数据影响的量化。

炼钢排产模式的研究与实践

对炼钢排产影响因素进行分析,并重点对铁水条件、合同交货周期、断面及拉速和铸机功能精度四个主要影响因素进行研究,形成了一套新的炼钢排产模式。通过对炼钢排产模式的优化,提高了品种兑现率,同时大幅度提高了钢铁日产量。

激光熔覆工艺理论与试验研究

通过理论和试验研究了激光熔覆过程中粉末流对激光功率的衰减、激光熔覆所需的激光功率及形成熔池的宽度、形貌、熔覆带横截面轮廓等。试验结果发现:在激光熔覆过程中,粉末对激光功率的衰减程度取决于送粉率、气流速度、激光束、粉末流的发散角、腰斑的位置与直径、粉末颗粒直径和激光束穿过粉末流的深度;激光功率下限值与光斑直径、扫描速度及材料熔点等热物理特性有关;在一定的简化条件下,激光单道熔覆形成的熔池宽度是工艺参数和材料特性的函数,较低功率的激光在基板上熔覆时,熔覆带横截面轮廓上各点的高度由粉末浓度分布及熔池内相应点处于液态的时间决定。

低熔点四元硝酸盐圆管内受迫对流换热特性

为了验证经典对流换热关联式对于新型的低熔点四元硝酸盐的适用性,该文研究了不同工况下低熔点四元混合硝酸盐在套管式换热器内的受迫对流换热特性。通过套管式换热器内管中的熔盐与壳侧的导热油的换热实验,测量得到熔盐与导热油在套管式换热器实验段的进出口温度,并获得了熔盐与导热油的总传热系数。通过威尔逊分离法从总传热系数中分离得到熔盐侧的对流换热系数,从而研究圆管中熔盐的对流换热特性。结果表明:该低熔点四元盐在研究的充分发展紊流区域内,其雷诺数在1×10~4~5×10~4之间,普朗特数在4.9~15.5之间,熔盐和导热油的总换热系数在670~1300 W/(m^2·K)之间,熔盐侧的对流换热系数在2900~7800 W/(m^2·K)之间变化。根据实验数据拟合得出了低熔点四元盐在圆管中紊流段的对流换热关联式。将实验数据与经典的对流关联式比较发现,经典关联式仍然适用于低熔点四元混合硝酸盐的管内对流换热。该研究为熔融盐在太阳能热发电中的实际应用提供了参考数据。

熔盐冷却高温球床堆中Flibe对栅元均匀化群截面的影响

熔盐冷却高温球床堆与高温气冷堆所用冷却剂不同,其中子学性能会影响栅元均匀化群截面。本文基于MCNP5研究Flibe熔盐对238 U、235 U、232 Th共振能区栅元均匀化群截面的影响,并与高温气冷堆进行对比。结果表明,由于熔盐的引入,238 U、235 U、232 Th的栅元均匀化群截面在包含较强共振峰的能群会发生明显改变,238 U、232 Th栅元均匀化吸收群截面增大,235 U栅元均匀化裂变群截面减小。随燃料填充度与熔盐填充度的增加,熔盐对所研究重核素的栅元均匀化群截面的影响增大;燃料运行温度与燃料富集度的变化,对Flibe引入的截面相对变化影响并不明显。计算结果表明,熔盐对栅元均匀化裂变群截面和均匀化吸收群截面的影响具有一定规律性。

50 MW槽式熔盐光热电站蒸汽发生系统的热力性能优化

蒸汽发生系统作为槽式熔盐光热电站的核心部件,其传热过程会由于较大的传热温差而产生很大的火用损失。基于此,建立了蒸汽发生系统的热力学分析模型,采用火用分析理论对比研究了蒸汽发生系统优化前后的火用效率变化。研究结果表明,分段加热系统模型可降低换热过程的火用损失,火用效率比优化前分别提升了35%(蒸发器)、49.5%(预热器)、5%(过热器)、26%(再热器)。

大断面连铸坯碳元素偏析控制

分析了圆坯连铸工艺的特点及圆坯碳元素分布特征,并对碳元素偏析形成原因进行分析和讨论。结合圆坯连铸的工艺特点和设备条件,从浇铸钢水过热度、连铸冷却制度两个方面提出了优化措施,并进行了工业试验,结晶器电磁搅拌电流控制在300 A左右、浇铸钢水过热度控制在25℃左右、比水量控制在0.20~0.22 L/kg能够有效地改善大断面圆坯碳元素偏析。

激光熔覆FeCrNiB合金熔池横纵截面组织与性能分析

在U71Mn钢轨钢表面制备FeCrNiB合金覆层,针对沿着熔覆方向和垂直熔覆方向2个截面,利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等表征覆层的宏观形貌、微观形貌和相组成。借助维氏硬度计测试熔覆层硬度,利用摩擦磨损试验机测量其耐磨性。实验结果表明,横纵截面熔覆层底部无气孔、裂纹等缺陷,冶金结合良好;垂直于熔覆方向的YOZ截面熔覆层中部存在较为粗大树枝晶和部分等轴晶,沿熔覆方向的XOZ截面熔覆层中部存在细长的树枝晶且存在较多的等轴晶;通过软件分析及圆截点法得出YOZ截面晶粒度约为11级,XOZ截面晶粒度约为12级;XOZ截面熔覆层硬度略大于YOZ截面熔覆层硬度;XOZ截面失重、磨损率和摩擦系数都略小于YOZ截面,且XOZ截面磨合阶段较短。

TMSR白光中子源关键核数据实验进展

钍铀燃料循环核数据的精度和可靠性直接关系着钍基熔盐堆的安全性和经济性。目前大多数核数据都是基于铀钚燃料循环进行开发,若直接用在钍基熔盐堆上将会出现核设计不确定度较高的问题。为了提高钍基熔盐堆物理设计所需核数据的适用性,中国科学院上海应用物理研究所自行设计并建造了紧凑型的15 MeV电子加速器驱动的白光中子源(Photoneutron Source,PNS),用于开展钍铀燃料循环核数据的实验测量。该装置已通过技术验收,并进行了一系列关键核素的核数据测量,检验了现用核数据的可靠性,为相关核素的核数据评价与改进提供了基础实验数据。