热射流融除冰装置的设计与试验研究

快速、经济地清除机场跑道、城市道路、桥面的积冰积雪是冰雪气候条件下保障交通畅通与行车安全的一个重要课题。在分析研究现有除冰方法不足的基础上,提出了热力水射流方法。文章设计了热力水射流融冰装置,并对射流压力、喷嘴孔径、靶距、射流喷嘴入射角等与除冰效果有关系的因素进行了理论研究与试验分析。经过相关的试验研究表明:装置可以有效地实施除冰作业,满足设计要求,可为后续学者开展相关研究提供有力参考。

超声功率对APS涂层超声振动辅助磨料水射流冲蚀效率的影响

由于广泛应用在航空发动机上的热障涂层工作环境恶劣,使用一段时间后会产生脱落现象,为提高磨料水射流去除热障涂层的加工效率,在原基础上引入超声振动并搭建超声振动辅助加工系统,并在不同超声功率下对APS热障涂层进行冲蚀加工试验。试验结果表明:施加超声振动后,热障涂层的材料去除率明显提升。

水束导引高功率激光的热效应分析

为了探究水束导引高功率激光的热损失问题,调控水导高功率激光中水-光束耦合的热稳定性,保证激光能量有效地传输至工件表面,采用有限元方法建立水-光束耦合的数值模型,利用射线追踪模拟不同入射激光功率、射流流速和直径时的水射流温度分布,并通过实验数据验证模型的有效性,对比了相同功率下连续激光与脉冲激光的温度分布。结果表明,水射流的温度随着水-光束耦合长度增加而升高,当入射激光功率增大、耦合腔压力降低以及射流直径减小时,都会导致射流的温度升高,严重影响射流的稳定性;由于水射流的冷却作用,平均功率300 W的脉冲激光相较于连续激光,温度相差约5℃。此研究结果为控制水导高功率激光中水-光束耦合的热效应、提高激光能量的传输效率提供了一定的参考。

基于ICEM CFD与ANSYS FLUENT的热力射流喷嘴流场分析

为了解喷嘴的内部结构对射流流场的影响,为选择合适的射流喷嘴提供依据,以锥形和锥直形喷嘴两种典型喷嘴为研究对象,根据计算流体力学(CFD)的基本理论,综合运用ICEM CFD网格划分与ANSYS FLUENT流体分析软件对锥形和锥直形喷嘴的射流流场进行分析。结果表明:在相同初始条件下,锥形喷嘴具有较大的出口速度,变化剧烈,射流的等速核长度较大;锥直形喷嘴的速度变化平稳,短管内由于颈缩现象易产生负压。通过试验,再次验证了仿真结果。

热力—水射流快速融除道路覆冰车的研制

快速、经济地进行机场跑道、城市道路和公路等路(道)面的积冰清除,是保障季冻区域和冰雪气候中交通畅通的一个难题。针对这种情况,在分析了现有去除道路积冰的方法存在不足的基础上,提出了综合应用热力融冰技术、水射流切割技术和机械刷扫法相结合的除冰方法,介绍了快速融除道路覆冰车的结构、工作原理,主要设计了水射流切割装置,并通过实际测试,取得了良好的运用效果。

快速复合融除冰装置的研究

如何保证冰雪天气条件下交通顺畅、行车安全,提高道路通行能力和运营效益、减少和避免交通事故发生是当今面临的一大难题。为此,在分析现有不同除冰方法的基础上,提出一种融合热力-水射流切割融除冰与机械铣削除冰的复合除冰方法。介绍了热力快速复合融除冰装置和机械铣削除冰装置的结构组成、工作原理,设计了复合融除冰装置,并进行了相关试验。结果表明:该装置可以很好地完成融除冰任务,满足设计需求。

利用热力辅助高压水射流进行超细粉碎的探讨

本文详细地介绍了热力和高压水射流技术在粉碎中的应用 ,说明了热力粉碎可以实现对物料的破碎或预损伤 ,高压水射流用于粉碎可实现高效、低耗、无污染。研究了将热力与高压水射流相结合进行矿物超细粉碎的可行性及其具体实现方法。

滨海核电厂深水温排放近远区动态耦合模拟

滨海火、核电厂温排水引起的环境问题广受关注,数学模型是评价温排水影响的重要手段,而国内现有温排水数值计算模型的近区模拟失真问题尚未很好解决。我们引入近区射流模型(Corjet)与远区数学模型(Delft3D)耦合模拟技术,采用分散汇流(DESA)方法实现对射流掺混卷吸效应的模拟,通过模型交叉调用实现近远区动态耦合。将耦合方法应用于工程案例,并与以往常用的远区模型直接点源方法进行了对比,结果表明近远区分散汇流耦合方法能够更合理地反映深水排放的浮力效应,模拟的垂向温度分布及温升影响范围与物理模型趋势更为接近,能有效提高高温升区模拟精度,该模拟方法具有较好的推广应用价值。

热力辅助高压水射流超细粉碎矿物实验

提出了一种将矿物超细粉碎的方法,首先使矿物经加热、骤冷,再用高压水射流技术进行最终粉碎.通过高压水射流粉碎技术和热力辅助高压水射流粉碎技术对煤、高岭土超细粉碎进行实验研究,结果表明,两种粉碎方法都可以实现对煤、高岭土的超细粉碎,后者较前者粒度更小,粒度分布更窄,而且在获得相同粒度的条件下,后者可大幅度地降低水射流的工作压力;热处理在颗粒表面产生的裂纹粉碎效果明显.热力辅助高压水射流技术是一种有效的超细粉碎方法.

水射流辅助岩石切削过程的刀具热应力分析

建立了刀片在水射流辅助切削岩石过程中的热传导模型,并在对岩石切削过程进行热功转换分析的基础上,给出了热流密度、界面温度等边界条件的确定方法,从而建立了水射流条件下刀片的温度场模型。对刀片由于温度变化产生的热应力进行了系统分析,并给出了热应力的计算模型,并且结合计算分析了射流压力等参数对各种热应力的影响。研究表明:热应力是导致岩石切削刀具失效的主要影响因素。热应力受刀具与岩石材料热物性质、刀片尺寸、切削力、切削速度、射流压力等因素影响。水射流的存在可以大幅降低刀具的热应力,热应力的大小与射流压力p的四次方根的倒数成正比。选择合适参数可将热应力控制在临界范围内,避免刀具早期失效,延长其使用寿命。

路面复合除冰机的热力射流系统的设计与试验研究

快速、经济地清除机场跑道、城市道路、桥面的积冰积雪,是冰雪气候条件下保障交通畅通与行车安全的一个重要课题。在研究分析现有除冰方法所存在不足的基础上,提出了将热力融冰、水射流切割与机械除冰相结合的复合除冰方法,探讨了热力水射流机械复合除冰装备的结构、工作原理,文章重点对热力-水射流融冰装置进行设计,并进行了相关试验。试验结果表明:该装置可以有效地实施除冰作业,满足设计要求。

空化水射流热效应影响煤体渗透率试验研究

对空化水射流空泡溃灭瞬间和空化噪声声场作用产生的热效应进行了分析,得到了热效应作用下的煤体渗透率表达式,并开展了不同空化条件(泵压、空化腔围压)下的煤体温度和瓦斯渗流试验。结果表明:空化腔围压一定时,温度随泵压的增大而升高;而泵压一定时,温度随空化腔围压的增大而减小。当热应力大于平均有效应力时,煤体热膨胀出现微变形,产生的张应力使裂隙变宽、数量增多;热效应使得游离瓦斯内能增加,分子自由程大大缩短,同时吸附瓦斯解吸使得煤基质发生收缩效应,导致微孔隙及微裂隙结构产生膨胀变形,从而影响煤体渗透率。试验得到渗透率随温度升高呈指数规律增大,与理论得到的渗透率表达式描述的规律相符。

超声速高温冲击射流注水流场实验研究

为了降低发动机羽流冲击流场的温度,减弱其对发射装置的冲击和烧蚀作用,对超声速高温冲击射流的注水流场开展了实验研究。通过高速摄影和红外热像仪两种非接触式测量设备对无注水和注水两种状态下的冲击流场进行了对比拍摄,并且使用热电偶对底板冲击区的温度进行了测量。对注水两相冲击流场的结构和温度场分布进行了深入分析和研究,并与无注水状态下流场进行对比,得出了通过注水方式可以减少核心区长度和面积,降低迎气面温度,减弱其热冲击烧蚀效应的结论。

采用喷射泵疏水方式的回热系统热经济性分析

介绍了目前凝汽式汽轮机组回热系统的基本疏水方式,分析了其优缺点。介绍了喷射泵的工作原理,建立了喷射泵工作流体流量的计算模型。提出了采用喷射泵的回热系统疏水方式,拟定了采用喷射泵疏水方式后机组的原则性回热系统简图。基于常规热平衡法,确定了喷射泵出口混合焓,并建立了机组热经济性指标的计算模型。以某300MW机组为例,计算了喷射泵的喷射系数,并对采用不同疏水方式机组的热经济性进行了比较。结果表明,采用喷射泵疏水方式机组的热经济性明显高于采用逐级自流疏水方式机组的热经济性。

冷却池近区湍射流与远区环流耦合计算模型

针对浅水型冷却池的热污染问题,采用近区湍射流,远区浅水环流的耦合模型,流场的近区计算结果为远区计算提供边界条件,而温度场采用远近区耦合的迭代计算。计算结果与实验比较,符合良好。

高压水射流技术在钢坯热态除鳞中的应用

高压水射流技术是当今钢铁除鳞的主流技术。文章从高压水喷水方式的确定入手,分析了几种不同除鳞方案的利弊。为了适应不同钢种除鳞时对系统压力和流量的要求,认为"大流量高压泵+卸荷阀+变频器"的配套方案可利用变频器调整高压泵的流量,可满足不同的要求,且可达到节能的目的。

磨料水射流喷丸对渗碳GDL-1钢表面性能及残余应力场热松弛行为研究

采用后混合磨料水射流喷丸对经渗碳风冷后的GDL-1钢进行表面强化与改性,通过激光共聚焦显微镜,扫描电镜,透射电镜,显微硬度仪,X射线应力衍射仪分析不同压力水喷后试样表面粗糙度、组织、硬度和残余应力等的变化规律,并研究300 MPa水喷处理后不同保温温度和保温时间残余应力场的热松弛行为。结果表明:随着水压的增加,表面粗糙度增大、残留奥氏体转变量增多、硬度提高幅度变大,水喷后,晶粒和组织得到明显细化,并且在表层形成一定深度的残余压应力场。残余应力的热松弛主要受保温时间和温度的影响,在100℃和300℃时,残余应力的热松弛受回复过程控制,500℃时,残余应力热松弛受回复和再结晶过程控制。表面残余应力在回复过程中存在两个阶段,初始阶段应力松弛速度快,以点缺陷回复为主,后一阶段松弛速率慢,以位错回复为主,并进一步研究指出Zener-Wert-Avrami方程并不适合描述整个回复过程。

热喷涂基体表面前处理技术的研究进展

热喷涂涂层与基体机械咬合的结合机理决定了基体表面前处理是热喷涂涂层中非常重要的处理工艺。文中概述了当前广泛应用的喷砂处理的工艺特点,指出砂粒易在基体表面镶嵌和对基体造成损伤是喷砂工艺的主要缺点,讨论了喷砂对高温合金单晶材料和超高强钢疲劳性能的影响,研究了软质基体表面超音速火焰喷涂WC涂层的免喷砂工艺。同时介绍了近年来其他热喷涂基体表面前处理方面的研究热点,包括高压水射流处理技术、机械粗化技术以及激光表面前处理,并重点阐述了其基本原理、特点及应用情况。

同流中三孔热水浮射流流速场特性的数值模拟

采用FLUENT软件中的Reynolds应力模型对同流中三孔热水浮射流在不同孔间距,不同射流温度,不同流速比情况下的速度场进行了数值模拟,得到了各种工况下速度的分布情况及衰减情况,并对数值模拟结果进行了对比分析,得到了一些有益的规律。

2007年7月川东北连续3场大暴雨过程的诊断分析

利用常规观测资料及NCEP 1°×1°6 h再分析资料,对2007年7月上旬四川东北部连续出现的3场大暴雨过程的环流形势及动力结构、水汽输送和热力不稳定条件进行了诊断分析。结果表明:(1)前2场区域性大暴雨出现在副热带高压和巴尔喀什湖冷涡两个长波系统稳定少动的阻塞环流形势下,第3场局地性大暴雨发生在环流调整过程中,副热带高压快速东撤导致对流云团在东移过程中迅速减弱消亡;(2)暴雨的水汽主要来自南海,低空偏南风急流的维持为连续暴雨提供了源源不断的水汽输送和持续的能量供应,3场暴雨的中心均出现在位于低空急流出口区左侧水汽辐合中心的巴中地区;(3)造成严重洪涝灾害的前2场区域性大暴雨过程期间,从地面到高层形成了"辐合—辐散—辐合—辐散"接力式上下大气运动的动力结构,大气层结处于高能和对流不稳定状态,且有冷空气触发,大暴雨发生在能量锋区偏向暖区一侧。