等离子喷涂枪喷嘴部分冷却效果模拟分析

使用计算机对等离子喷涂枪喷嘴部分冷却效果进行模拟。建立了简化的等离子喷涂枪的物理模型,并设定初始条件和参数。模拟了不同冷却水速度下的温度场和速度场,根据模拟结果进水速度取4m/s、5m/s或6m/s较为合适;模拟了不同进水管直径下的温度场和速度场,根据模拟结果进水管直径取10mm较为合适;模拟了不同进水管位置下的温度场和速度场,根据模拟结果进水管的位置对冷却效果影响不大。     

PLC控制等离子喷涂设备的研制

研制了以Ｆ１－４０ＭＲ为核心的可编程控制器（ＰＬＣ）控制的等离子喷涂设备．喷涂电源采用８０９８单片机控制,最大额定输出功率１２０ｋＷ,并利用维弧电源消除了高频对单片机系统的干扰．研制的大功率等离子喷涂枪结构合理,引弧容易,喷涂过程稳定,能适应各种合金粉末喷涂要求．试验结果表明,整体设备操作简单,运行可靠,喷涂效果较理想．     

转炉氧枪喷头热负荷及冷却分析

利用商业软件FLUENT对传统氧枪喷头铜体及其冷却水内部流场进行了流固耦合数值模拟,发现传统氧枪喷头内冷却水流道中存在着流动"死区",影响了喷头的冷却效果.为了防止喷头变形或烧坏,提出在传统的氧枪喷头结构基础上另加若干条流线型导流筋的改进方案,并对新结构氧枪喷头的冷却效果进行模拟分析,获得了具有旋转流动的冷却水流场分布,同时增加了冷却水的湍流强度,因此强化了喷头的冷却效果.同传统氧枪喷头的冷却效果进行比较,发现改进后喷头端面整体温度平均下降达10℃,从而可大幅提高氧枪喷头的使用寿命.     

等离子喷涂的常见工艺问题及展望

本文介绍了等离子喷涂设备的含义及其适用范围，并对等离子喷涂的几个工艺问题进行了着重分析，综合分析了近年来等离子喷涂技术的研究现状和发展概况，指出了等离子喷涂技术的发展方向。     

HA生物活性陶瓷涂层的爆炸喷涂与等离子喷涂

采用爆炸喷涂与等离子喷涂两种工艺制备ＨＡ生物活性陶瓷涂层,并对两种层进行对比研究．采有ＸＲＤ、ＳＥＭ等方法分析涂层的物相组成和显微结构．发现爆炸喷涂的涂层结构致密、结晶程度较高;等离子喷涂的涂层则具有较高的孔隙率,涂层非晶化现象明显．经适当温度热处理,两种涂层的结晶程度均可明显提高．     

氧枪喷头冷却水流动特性的数值模拟

采用紊流的K—ε模型研究紊流流动现象，利用通度系数法处理计算域中的非直边界，对某钢铁公司氧枪喷头中冷却水的流动特性进行了模拟．结果表明，现用喷头由于兜水板设计不合理，在喷头端面中心区存在死区而不能进行有效冷却．文中对兜水板的结构进行了优化．模拟计算表明，优化后的喷头可确保冷却水以高速流遍整个喷头端面，达到对喷头端面有效冷却的目的．     

非转移弧等离子喷枪流体特性

利用计算机数值模拟技术，采用有限容积方法，针对自制的低功率、内送粉等离子喷涂设备，对其喷枪内部和外部区域等离子体的速度场、温度场以及放电特性进行模拟计算．研究结果表明，采用计算机数值技术能够较准确模拟等离子有关特性，为更加准确模拟和优化喷涂工艺过程打下了基础．     

拉长电弧的等离子喷枪设计与弧压测试

针对在普通等离子喷涂的生产中，喷涂的涂层可靠性和重复性差等缺点，设计了拉长电弧的等离子喷枪．该喷枪能够提高电弧电压并减小电弧电压波动．提出了一种拉长电弧的实用喷枪结构，成功地解决了统一水冷的两喷嘴间的绝缘密封及连接问题．对喷枪测试的结果表明，喷枪的电弧电压波动幅值小．对电弧电压波形的傅里叶变换表明，电源引起的波动是这种喷枪电弧电压波动的主要因素，而喷枪电弧阳极斑点游动引起的波动很小．     

微束等离子喷涂工艺条件对Cu涂层组织和性能的影响

采用微束等离子喷涂系统在2.8-4.2kW的小功率条件下制备了Cu涂层，研究了电弧功率，工作气体流量和喷涂距离对粒子速度与涂层显微组织结构和硬度的影响。试验结果表明，电弧功率与喷涂距离对粒子速度的影响不明显，但工作气体流量对粒子速度的影响较大，电弧功率与喷涂距离对涂层的硬度影响较大，而工作气体流量对涂层的硬度影响较小。分析表明，粒子的温度对涂层硬度有较大的影响，采用微束等离子喷涂制备的Cu涂层硬度与用传统等离子喷涂设备在30kW下制备的涂层硬度相当。     

采用分布式控制的等离子喷涂系统

针对等离子喷涂设备设计出分布式控制系统 ,介绍了等离子喷涂分布控制系统的软、硬件结构 .通过建立专家数据库给出喷涂过程参数 ,实现了喷涂过程的参数初始化和控制 .采用此控制结构的等离子喷涂系统 ,可简化喷涂操作 ,提高喷涂过程的自动化程度 ,最大程度地逼近喷涂经验规范 .     

方腔内不同位置块状食品层流冷却数值研究

为了考察冷却器内不同位置食品的冷却行为,利用Ansys有限元软件的CFD模块对单侧冷却的方腔进行非稳态共轭传热分析,给出了冷壁面和食品表面的对流换热系数(h);结果表明,食品的放置位置不同,由于腔体内空气流动和对流换热的差异,会导致冷却过程中冷壁面h变化趋势有所不同,食品表面的h在冷却刚开始时变化强烈,且沿着表面呈"M"型变化,在食品拐角处会出现h的突变,除置于方腔上方的食品冷却速率较慢外,其余几种的冷却速率相差不大。     

连铸坯中心缩孔研究与控制

阐述了连铸坯中心缩孔的形成机理,研究了过热度、拉坯速度、二冷条件、电磁搅拌、轻压下、末端强冷等对缩孔的影响,并归纳总结了部分厂家改善中心缩孔采取的措施,为优化连铸工艺提高铸坯质量提供技术依据。     

Application of a water cooling treatment and its effect on coal-based reduction of high-chromium vanadium and titanium iron ore

A water cooling treatment was applied in the coal-based reduction of high-chromium vanadium and titanium (V–Ti–Cr) iron ore from the Hongge region of Panzhihua, China. Its effects on the metallization ratio (η), S removal ratio (R_S), and P removal ratio (R_P) were studied and analyzed on the basis of chemical composition determined via inductively coupled plasma optical emission spectroscopy. The metallic iron particle size and the element distribution of Fe, V, Cr, and Ti in a reduced briquette after water cooling treatment at 1350°C were determined and observed via scanning electron microscopy. The results show that the water cooling treatment improved the η, R_S, and R_P in the coal-based reduction of V–Ti–Cr iron ore compared to those obtained with a furnace cooling treatment. Meanwhile, the particle size of metallic iron obtained via the water cooling treatment was smaller than that of metallic iron obtained via the furnace cooling treatment; however, the particle size reached 70 μm at 1350°C, which is substantially larger than the minimum particle size required (20 μm) for magnetic separation. Therefore, the water cooling treatment described in this work is a good method for improving the quality of metallic iron in coal-based reduction and it could be applied in the coal-based reduction of V–Ti–Cr iron ore followed by magnetic separation.     

316L(N)/CuCrZr中空结构件爆炸焊接工艺

针对具有中空结构的316L(N)/CuCrZr冷却通道构件的制备问题,研究适用于其盖板与冷却槽相连接的爆炸焊接工艺。在焊接工艺中,使用复合模块充当空腔填充模具,克服了空腔通道承压能力缺失的难题,利用低熔点合金的"易熔"特性完成模具的"脱模",成功制备了此型中空结构件。综合利用光学显微镜、场扫描电子显微镜和能谱分析仪,对于构件结合界面的微观组织进行观察与分析,测试并评估了结合界面的硬度、拉伸和气密性能。结果表明,焊接结合界面具有理想的小波状结构,硬度分布符合爆炸焊接制件的典型规律,拉伸破坏断面呈现典型的"韧涡"状的韧性断裂特质,结合界面附近区域内材料的韧性和延展性能优良,界面的渗漏率小于2.7×10-10 Pa·m3/s,气密性能符合ITER标准。     

Cavity cooling of a single atom

All conventional methods to laser-cool atoms rely on repeated cycles of optical pumping and spontaneous emission of a photon by the atom. Spontaneous emission in a random direction provides the dissipative mechanism required to remove entropy from the atom. However, alternative cooling methods have been proposed for a single atom strongly coupled to a high-finesse cavity; the role of spontaneous emission is replaced by the escape of a photon from the cavity. Application of such cooling schemes would improve the performance of atom-cavity systems for quantum information processing. Furthermore, as cavity cooling does not rely on spontaneous emission, it can be applied to systems that cannot be laser-cooled by conventional methods; these include molecules (which do not have a closed transition) and collective excitations of Bose condensates, which are destroyed by randomly directed recoil kicks. Here we demonstrate cavity cooling of single rubidium atoms stored in an intracavity dipole trap. The cooling mechanism results in extended storage times and improved localization of atoms. We estimate that the observed cooling rate is at least five times larger than that produced by free-space cooling methods, for comparable excitation of the atom.     

基于实验与3D-CAFé法的高硅钢铸锭凝固行为

通过空冷和水冷实验研究了高硅钢的铸态组织,发现高硅钢铸态组织主要由粗大的柱状晶构成,水冷铸锭中柱状晶比例高达90%以上.依据铸锭的化学成分和晶粒统计结果,确定了3D-CAFE法模拟所需的枝晶生长动力学系数及高斯分布等参数.采用CAFE法对不同冷却条件下高硅钢的凝固过程进行模拟研究,发现空冷铸锭较水冷铸锭的温度场更均匀,糊状区更宽阔;空冷铸锭呈"过渡式"凝固,水冷铸锭呈"分层式"凝固;空冷流场较水冷流场更稳定,凝固末期冒口处出现明显的抽吸现象,而水冷模拟结果中未观察到该现象.组织模拟结果发现,模拟得到的高硅钢凝固组织无论是形貌还是晶粒尺寸都与实验结果相一致;最后通过改变浇注温度模拟研究了过热度对高硅钢凝固组织的影响,结果表明,随着过热度的降低,铸锭中心等轴晶率提高,晶粒数量增加,晶粒尺寸变得细小.     

机车柴油机组合活塞的换热边界条件及热负荷

讨论了高强化机车柴油机钢顶铝裙组合活塞不同部位如活塞顶燃气侧换热边界条件、活塞侧面与冷却水、组合活塞接触部位、活塞内冷油腔、活塞裙内腔与油雾等热边界条件的确定，并以16V280ZJB型机车柴油机组合活塞为例，借助于通用的三维有限元分析软件MARC计算出16V280ZJB柴油机组合活塞的温度场，计算结果与实测结果相吻合，为进一步进行组合活塞的结构改进与优化设计提供了有效的依据。     

Self-cooling of a micromirror by radiation pressure

Cooling of mechanical resonators is currently a popular topic in many fields of physics including ultra-high precision measurements, detection of gravitational waves and the study of the transition between classical and quantum behaviour of a mechanical system. Here we report the observation of self-cooling of a micromirror by radiation pressure inside a high-finesse optical cavity. In essence, changes in intensity in a detuned cavity, as caused by the thermal vibration of the mirror, provide the mechanism for entropy flow from the mirror's oscillatory motion to the low-entropy cavity field. The crucial coupling between radiation and mechanical motion was made possible by producing free-standing micromirrors of low mass (m approximately 400 ng), high reflectance (more than 99.6%) and high mechanical quality (Q approximately 10,000). We observe cooling of the mechanical oscillator by a factor of more than 30; that is, from room temperature to below 10 K. In addition to purely photothermal effects we identify radiation pressure as a relevant mechanism responsible for the cooling. In contrast with earlier experiments, our technique does not need any active feedback. We expect that improvements of our method will permit cooling ratios beyond 1,000 and will thus possibly enable cooling all the way down to the quantum mechanical ground state of the micromirror.     

应用神经网络求解层流冷却水冷区热交换系数

采用BP神经网络与数学模型相结合的方法求解热连轧带钢层流冷却水冷区热交换系数·结果表明,采用神经网络计算得出的热交换系数后,卷取温度的计算值与实测值的标准差比原来减少了2389%,其精度高于原数学模型·因此,该方法具有在线应用前景     

涡旋制冷压缩机外部冷却的研究

为具有外冷结构的涡旋制冷压缩机的工作过程建立了热力学模型,并研制了实验室样机,该压缩机的冷却结构可以深入到样机内部,其冷却效果更好.在搭建的相关冷却水循环回路中对无水冷和不同进口水温下的性能参数进行了测试,结果表明:相对于无水冷的工况,当进口水温为25℃时,输入功和排气温度分别降低了11.9%和36%,制冷量和容积效率分别提高了11%和12.7%,系统的制冷系数COP提高了26.2%;对于有水冷的工况,当进水温度从55℃降低到15℃时,系统的COP约提高1.5%,排气温度从86℃降低到64℃,降低了22℃,水和压缩机的换热量从1 261W升高到2 507W,提高了1 246W.模拟结果与实验结果吻合良好.