多层喷射沉积的传热凝固规律研究

在传统的喷射沉积工艺理论研究的基础上,研究了多层喷射沉积工艺中雾化与沉积阶段特有的传热凝固规律.由于多层喷射沉积的凝固特征为液相分数很高的雾化颗粒流在固态的沉积表面高速碰撞铺展成薄层,粘结和急冷凝固有机结合,使得多层喷射沉积坯的冷却速度不仅远大于传统喷射沉积坯的冷却速度,而且大于气体雾化粉末颗粒的冷速.文章采用GrantP.S理论对多层喷射沉积坯进行了热流分析.根据公式进行传热计算,得出了多层喷射沉积坯的冷却速度为1.3×104～1.2×106K/s.另外,根据铝合金沉积坯二次枝晶臂间距与冷却速度关系,得出枝晶臂间距为0.6μm,对应冷却速度为5×105K/s.同时坯料的显微组织特征支持了传热计算结果.     

一种提高布料表面相交处理真实性的算法

为了提高布料仿真中布料表面相交处理结果的真实性,提出了一种接近真实的最小化相交轮廓线全局处理优化算法.首先进行前期的布料模型构建、初始条件的设置以及碰撞检测;然后利用最小化相交轮廓线全局方法重点对布料表面相交情况进行了处理,并对处理结果进行了评价和优化;最后进行后期的碰撞响应以及绘制与显示.经过实验验证,该方法在仿真的真实性和实时性方面均高于前人的研究,且在布料动画领域可以提高制作的逼真性.     

双对数方程在模压中的应用——压坯形状对方程的影响

本研究初步探讨了黄培云教授导出的双对数方程在模压中的应用;给出了引入压坯形状参数的双对数方程。 log p=b_0+b_1(S_Z/S_Y)+(b_2+b_3(log s_Z/S_Y))log ln((d_m-d_0)d/(d_m-d)d_0)式中,b_i是回归系数,d_m是金属的理论密度,d_0是粉末的松装密度,d是压坯密度,p是施加的单位压制压力,s_Z、s_Y分别是压坯的比侧表面和比压制表面。本研究以图表的形式简化了上式的计算。由实验结果得到了雾化铁粉的真实对数压制模量b_0,摩擦系数μ和侧压系数(?)的积b_1/2 log e。     

37Mn5连铸圆坯凝固过程数学模拟

为控制油井管用连铸圆坯质量,基于薄片移动法建立了连铸圆坯凝固传热数学模型,并应用ProCAST软件对37Mn5钢Φ150mm连铸圆坯凝固过程进行了数学模拟,铸坯表面温度模型预测结果与工业试验测温结果相一致.模拟结果表明,在过热度为(20±5)℃,拉速为2.5m.min-1条件下,可以控制结晶器出口坯壳厚度、铸坯液芯长度和铸坯表面温度在合适的范围内,有利于防止铸坯表面裂纹和内部裂纹等缺陷的产生和保证浇铸安全,并实现较高的生产率.     

尖端导体表面附近的静电场的研究

根据数学物理理论,对尖端导体表面附近的静电场进行研究。得出尖端导体表面附近的电势分布和等势线方程。利用场强与电势的关系,导出尖端导体表面附近的电场强度的数学表达式,并求出尖端导体表面的面电荷密度,进而又利用电场强度与等势线的关系,导出尖端附近的电力线方程。     

两体机械能在不同惯性系中的表述及应用

本文利用折合质量、相对位矢，导出了两体机械能在不同坐标系中的表达式；同时将推导出的机械能表达式用于具体问题的解决，证实了坐标系的选取对研究两体问题的重要性。     

光栅常数测定实验中谱线不等高现象的分析

利用分光计进行的光栅常数测定实验,当光线垂直于光栅表面入射时,若光栅刻痕与狭缝不平行,将导致衍射谱线不等高现象.我们对这种情况下产生的衍射谱线不等高现象进行了理论分析,并推导出衍射谱线偏离零级条纹的相对距离表达式,同时讨论了此现象对测量光栅常数造成的影响.     

优化二冷制度实现宽板坯角部复热的研究

根据国内某厂宽板坯连铸工艺条件,利用二维非稳态传热模型及喷嘴冷却特性,分析不同因素对铸坯角部复热的影响规律.结果表明,铸坯断面宽度为1 800 mm时,喷嘴间距选为450mm,铸坯宽面表面温差小,有利于实现铸坯的角部复热;喷嘴间距一定,随二冷区比水量的减小及铸坯宽面外侧两喷嘴冷却水量的降低, 铸坯角部复热效果更好;较小的角部凝固坯壳厚度有利于减小内部高温钢液蓄含的热量向铸坯角部传递的阻力,改善角部复热效果.     

退化系统的对数正态δ冲击维修模型(英文)

研究了一类退化系统的δ冲击模型.假定冲击来自于一个具有对数正态分布更新间距的更新过程,当冲击之间的间距小于一个阈值时,系统就会失效.作者采用更换策略N,即当且仅当系统已经失效N次时用一个全新的系统更换,然后得到了系统长期运行下的平均费用的表达式,并且找到了最优更换策略N*的解析表达式,最后给出了一个数值实例.     

实际叶型前缘冲击冷却换热的液晶显示实验研究

采用液晶显示技术,对两种实际叶型的前缘凹面的模拟表面在大冲距范围内进行了射流冲击热实验,并与半圆凹面的换热进行了比较.研究结果表明,在小冲击距时,随着冲击面曲率的增大,滞止区内的换热较之半圆面有所增强;在实验参数范围内,两实际叶型表面的Nus比半圆面约高12%;对于相对喷嘴间距为227的情况,所研究的3种曲面的Nus随相对冲距的变化存在一个极值点;对于相对喷嘴间距为135的情况,未发现有极值点.此外,还给出了换热准则关系式     

基于加热炉多场耦合传热的板坯加热均匀性

针对某钢厂步进式加热炉建立了炉内燃烧、烟气流动、烟气和钢坯传热的全耦合三维模型,采用动网格方法模拟钢坯运动.重点分析了炉内烟气与钢坯耦合传热、钢坯温度均匀性及不同垫块结构(一字型垫块、千岛式垫块、错位梁)时钢坯温度的分布规律.研究结果表明:所提加热炉数学模型能够准确描述炉内燃烧、湍流和传热过程;垫块结构对钢坯温度分布具有决定性影响,千岛式垫块、错位梁分别能减少40%和50%的黑印温差.该数学模型解决了步进梁、钢坯、垫块和水管立柱等复杂结构的钢坯运动问题和加热炉与钢坯的共轭传热问题.     

加热炉内炉气的发射率和吸收率研究

区别了加热炉内炉气对炉壁及其对钢坯的平均射线行程,给出计算炉气对炉壁及其对钢坯的平均射线行程的简化表达式,并应用Gauss-Laguerre积分公式计算上述平均射线行程.考虑加热炉内炉气的非灰辐射特性,指出三元辐射体系(炉气-炉壁-钢坯)中炉气存在2种发射率和6种吸收率.以某轧钢厂的一座步进梁式加热炉为例,采用Leckner级数式模拟各炉段上炉膛炉气的发射率和吸收率.结果表明,对加热炉内炉气的发射率和吸收率进行上述的区别处理是必要的,为准确求解炉膛内的辐射热交换创造了条件.     

步进梁式加热炉平移导轨脱落事故分析及改进

文章分析了步进式加热炉平移导轨脱落事故造成的危害和产生的原因，并提出了改进措施。改进后较好的解决了脱落事故的发生，提高了生产率。     

钢坯加热的数值模拟

借助CFD仿真手段,模拟蓄热式加热炉内钢坯加热的实际状况,研究了钢坯长度、宽度方向上下表面和中心温度的温度分布,提出钢坯存在上下温差、四角边缘温度高和靠近出钢口钢坯温度低等问题。同时,研究了炉内不同厚度钢坯与加热时间的基本关系,比较了仿真计算结果与实际炉内加热时间,通过数值拟合,得出钢坯厚度与加热时间的拟合公式,可在生产实际中使用。上述研究结果可为加热炉钢坯加热制度的制定和优化提供依据。     

一种间歇式轧钢加热炉温度场的研究

钢坯由加热炉加热至轧制所需温度,加热过程中炉内的温度分布对最终钢材质量起决定性作用.以间歇式天然气轧钢加热炉为例,采用CFD(计算流体力学)方法分析加热炉内以及被加热钢坯内瞬态的三维温度场分布,用Fluent软件模拟了多种操作条件下的炉内温度分布,为提高加热炉工作效率提供了理论依据.模拟过程中考虑了更换钢坯时炉门开启引入的热损失.模拟结果可用来优化操作参数和提高出钢质量.     

钢坯高压水除鳞后的表面氧化铁皮形貌及内部组织演变

在不同温度和时间条件下对钢坯进行加热,出炉后利用高压水去除钢坯表面氧化铁皮,然后利用光学显微镜和扫描电镜观察钢坯表面形貌及内部组织,利用XRD分析除鳞后钢坯表面氧化物相组成。结果表明,除鳞后的钢坯表面残留一层氧化铁皮,该层氧化物相组成取决于加热温度和保温时间。低温短时加热时,残留氧化铁皮相组成中含有单质Fe;提高加热温度和延长保温时间使钢基体表面被完全氧化成Fe3O4和Fe2O3。钢坯在炉中长时间高温加热使残留氧化铁皮晶粒粗大,钢坯基体内部出现过热、晶界氧化以及脱碳等问题,加热温度越高、加热时间越长,氧化烧损越严重。     

步进梁式加热炉水梁的安装

主要从立柱安装、水梁安装、射线探伤与试压3个方面介绍了步进梁式加热炉的水梁安装技术。     

吸收性气体对其部分边界平均射线行程的反演

提出任意几何形状吸收性气体对其部分边界平均射线行程的一种反演方法,采用3点Gauss-Legendre积分公式反演典型几何形状吸收性气体对其部分边界的平均射线行程,并应用文献中的数据对模型进行验证.以某轧钢厂的一座步进梁式加热炉为例,反演各炉段内炉气对钢坯表面的平均射线行程,并研究该平均射线行程及其修正因子随炉气吸收系数的变化规律.所做工作为准确求解加热炉炉膛内的辐射换热创造了有利条件.     

连续式加热炉节能降耗

根据连续式轧钢加热炉的特点和工艺条件，讨论了将拉钢速率P、出炉钢坯表面温度、烟气残氧量的检测数据与加热炉燃烧过程控制相结合的方案，现场实际应用结果表明，该方案是可行的，对降低钢坯烧损、降低油耗、提高成材率、减少环境污染等有重要意义。     

关于热传导过程时间上逆推问题的讨论

热传导过程时间上逆推问题是一个具有现实意义的问题。在冶金轧钢工艺中,按照轧机要求的钢坯温度逆推出钢坯离开轧钢加热炉时的温度,从而,为更加科学合理的制定加热制度以及加热过程的节能提供依据。但是,热传导过程时间上能否逆推在理论上存在分歧,本文从理论上讨论了该问题解的存在性,并证实至少在对流换热条件下,该问题的解是存在的,同时给出一个实例(对流换热条件下一维不稳态导热)来说明该类问题解的存在。