二次再热超临界机组热力系统的三系数线性分析法

摘要:由于采用二次再热和过热度跨级利用措施,当热力系统发生局部调整和变化时,二次再热超临界机组的锅炉吸热量、汽轮机功率及凝汽器放热量均会发生相应的复杂变化。为了简化二次再热超临界机组热力系统的节能分析,通过严格的数学分析,用吸热系数、作功系数及放热系数3个基本的加热器系统参数概括了纯热量引入时锅炉吸热量、汽轮机功率及凝汽器放热量的变化规律,并在此基础上提出了二次再热超临界机组节能分析的通用线性法则。运用该法则不但可以方便、快捷、准确地计算出热力系统发生局部调整和变化时锅炉吸热量、汽轮机功率及凝汽器放热量的变化量,而且还可以进一步计算出此时机组汽耗率、煤耗率及循环热效率的相应变化,大大简化了二次再热超临界机组热力系统的节能分析和计算。

基于熵变匹配追踪的叶端定时数据缺失识别方法研究

为解决叶端定时系统在实际应用中存在的数据缺失问题,提出基于熵变匹配追踪的叶端定时数据缺失识别方法。该方法利用相关熵诱导度量基于高斯核函数度量样本的权重。不同于正交匹配追踪对所有观测数据赋予相同权重,熵变匹配追踪基于相关熵诱导度量变化,对观测数据赋予不同范数类型的权重,使得其对异常值具有较好的鲁棒性。通过仿真分析与实验对该方法的性能进行验证,结果显示所采用的熵变权重因子为数据缺失位置分配了接近于零的权重,有效降低了数据缺失对特征提取结果的影响,证明了该方法的鲁棒性。基于熵变匹配追踪的叶端定时数据缺失识别方法为叶端定时系统的装机应用提供了理论支撑,具有技术借鉴价值。

转子叶片低介入叶端定时测量技术

转子叶片是航空发动机与燃气轮机关键但易损的零件,叶端定时作为一种非接触式振动测量技术,被认为是发动机叶片监测的有效手段。叶端定时测量需在机匣上安装叶端定时传感器,受增重、安全、安装等因素制约,必须以安装最少数量传感器为前提条件开展测试。因此,减少传感器数量,开发低介入测量技术对于叶端定时的实际应用具有重要意义。围绕少传感、低介入需求,提出了基于主动混叠和解混叠的双传感测量方法和基于采样-混叠频率分布的单传感测量方法,以克服少传感测量信号严重欠采样的问题。分别对匀速和变速工况下叶端定时叶尖振动参数(固有频率、激励阶次等)进行辨识。所提出的单/双传感低介入方法均遵循以“混叠利用”代替“混叠抑制”的思想,为以叶端定时在内的欠采样信号分析提供了新思路。在此基础上总结出低介入叶端定时测量理论,分析了少传感测量所须遵循的基本原则。仿真分析和实验分析验证了所提出的低介入测量方法的有效性。

基于空气传播声发射与深度迁移学习的激光粉末床熔融缺陷在线监测

目的对激光粉末床熔融(LPBF)过程中的缺陷进行缺陷监测机理研究,并开发可靠的现场质量监测方法来指导零件生产过程。方法使用空气传播声发射(ABAE)技术监测LPBF过程,获取多组变工况LPBF过程中的ABAE信号。通过对LPBF过程进行熔池动态分析及对比缺陷信号时频域特征,探究了LPBF缺陷声学监测机理。同时,提出了一种基于多源域知识融合的深度迁移学习(DTL-MDKF)方法以构建LPBF缺陷在线监测模型,并对模型的准确度和有效性进行了系统评估。结果LPBF熔池状态与产生的缺陷密切相关,所对应的声源发生机理不同是导致其信号特征呈现差异性的主要原因。所提出的DTL-MDKF方法模型对5类LPBF缺陷的识别准确率可达98.2%,且t-SNE可视化分析结果证明了其良好的深度特征挖掘能力以及将模型中多源域自适应融合知识迁移用于目标域LPBF缺陷监测任务的有效性。结论相比于传统单一源域迁移学习方法,所提出的方法模型具有更好的性能,能够实现对复杂多变工况的LPBF制造缺陷的精准实时监测,可为LPBF零件的生产提供一定的指导。

激光冲击强化前处理对AISI9310齿轮钢低温渗碳的影响

AISI9310钢是一种高强度渗碳齿轮钢,具有较好的韧性。服役过程中,齿面极易发生磨损和接触疲劳失效损伤。为有效改善9310齿轮钢的耐磨损和抗接触疲劳性能,实现磨损和接触疲劳性能协同强化,提出采用激光冲击(LSP)+渗碳(LC)复合强化的技术思路,采用激光冲击强化技术对AISI9310钢基体进行前处理,再对其开展低温渗碳热处理。为进一步研究LSP和LC对9310齿轮钢微观组织形貌的影响规律,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和电子背散射衍射表征渗碳层微观组织形貌和截面方向的晶体学特征,并对试件截面方向的硬度进行考核。研究结果表明,AISI 9310钢的渗碳层厚度约为14μm,最大硬度约为305.67 HV,硬化层厚度约300μm;LSP前处理后,渗碳层厚度提升到23μm,最大硬度提升到328.87HV,硬化层厚度提升到约700μm。对比发现,LSP前处理分别可将9310钢低温渗碳层厚度提升64.3%,渗碳层硬度提升23.17 HV,硬化层深度提升133%。这主要是低温渗碳对9310钢的Kernel平均取向差(KAM)和小角度晶界影响较小,但是LSP前处理可引入塑性变形并提升小角度晶界比例,有助于碳元素扩散,促进9310钢低温渗碳行为,提升渗碳层厚度、硬化层硬度和厚度。初步解决了LSP前处理诱导微观组织缺陷促进碳元素扩散的问题,可为LSP复合强化提升航空齿轮关键部件服役寿命提供技术支撑。

进水温度对汽液两相流激波升压特性影响的实验研究

采用实验方法研究了进水温度对汽液两相流激波升压特性的影响。实验采用供热机组的工业抽汽 ;由蒸汽喷嘴、混合腔及相应的阀门和管道组成汽液两相流激波升压装置。实验发现存在一个临界进水温度 ,当进水温度大于该临界值后 。

Mar M247透平叶片残余应力X射线测试参数优化研究

为提高Mar M247透平叶片残余应力X射线测试精度,用OM/SEM/EDS、X射线应力仪进行显微组织表征和残余应力测试,分析Mar M247合金显微组织对X射线衍射效应的影响,以及测试参数对衍射峰强度、峰形拟合度、数据拟合度和残余应力测试结果的影响规律。结果表明:Mar M247合金组织粗大且不均匀,导致X射线衍射效应变差,引起d-sin2ψ图上的数据点无规则跳动或有规则震荡,降低了残余应力测试的准确性。残余应力测试中,随准直管直径的增大,X射线衍射峰的强度增加,峰形改善,峰形拟合度提高,降低了残余应力测试误差。当准直管直径较小时,增加曝光次数可提升X射线衍射峰的强度,提高测试结果的准确性。增加曝光时间未提升测试准确性,反而降低了测试效率。

燃气发生器头腔吹除乳化过程压降特性及出流均匀性数值研究

气体吹除乳化技术可以大幅提高燃料流经燃气发生器时产生的压降,从而满足变工况下燃料的雾化及燃烧需求。目前气体吹除后燃气发生器内压降变化的定量规律还不清晰,为此,采用数值模拟的方法,对某型号燃气发生器全域及局部喷嘴进行了变工况计算,得到了氮气吹除过程中燃气发生器内煤油的相、速度以及压力分布规律,并针对喷嘴处的单相流及多相流压降特性进行拟合分析。结果显示:不同喷嘴处的煤油相分布具有不均匀性,喷嘴间流量差距可达66%;使用氮气吹除后的喷嘴处压降相较于煤油单相流可提升1.64倍以上,且喷嘴处的气体单相流压降特性系数随背压呈现线性变化规律,而煤油单相流阻力系数则与流量呈现幂函数规律;基于马尔基涅利公式提出了燃气发生器喷嘴处压降特性的集总参数模型,与数值计算结果及实验结果的平均误差为3.93%,具有较好的预测性。