新型钢包的温度场及其影响因素模拟分析

以具有纳米保温材料内衬的新型钢包为研究对象,通过建立三维有限元模型,运用ANSYS软件分析该种新型钢包与传统钢包在烤包和盛钢两种工况下的温度分布,并研究纳米绝热材料的导热系数对新型钢包温度场的影响。结果表明,在两种工况下新型钢包的温度分布均优于传统钢包,新型钢包包壳的最高温度明显低于传统钢包包壳的最高温度,新型钢包的保温隔热性能比传统钢包更加优良;在一定范围内,新型钢包包壳的温度随纳米材料导热系数的降低而不断下降,当纳米材料导热系数降低80%时,新型钢包包壳的温度分布更加均匀,包壳的最高温度降幅最大,新型钢包的热量损失更小,其保温性能得到明显提升。     

材料物理参数对摩擦副热变形影响的研究

为了深入研究材料物理参数对液粘调速离合器摩擦副的热变形影响,建立了摩擦副的热机耦合数学模型,采用有限元法对液粘调速离合器应用于软启动工况时摩擦副的热机耦合过程进行求解,详细分析了热传导系数、弹性模量和热膨胀系数对摩擦副应力场分布的影响。研究结果表明:摩擦副内、外径产生反向轴向位移,位移场中可见碟形翘曲变形;增大对偶片和摩擦衬片的热传导系数均有助于减小摩擦副的热应力;减小对偶片的弹性模量或热膨胀系数能有效减小摩擦副各表面的应力。     

变形摩擦元件对系统热弹性不稳定性的影响

建立了压力扰动与摩擦元件固连的反对称模态热弹性不稳定模型,应用该模型计算得到了判断摩擦系统热弹性不稳定性的临界速度,分析了弹性模量、泊松比等材料参数对摩擦系统热弹性稳定性的影响,并与Yi Yun-bo和赵家昕的有限元模型进行了对比分析.结果表明,变形摩擦元件对换挡过程影响较大,对蠕行工况影响较小.三种常用摩擦片中,纸基摩擦片TEI临界速度最高,热弹性稳定性最优,石棉摩擦片次之,铜基摩擦片TEI临界速度最小,热弹性稳定性最差;摩擦系统TEI临界速度随对偶钢片比热、导热系数和摩擦片热膨胀系数的增加而增加;随对偶钢片和摩擦钢片弹性模量与泊松比的增加而减小.对偶钢片材料参数不变的前提下,减小摩擦材料比热、泊松比、导热系数和弹性模量,同时增大热膨胀系数可提高摩擦系统的TEI临界速度、提高系统热弹性稳定性.      

描述微纳米多孔复合绝热材料的单元体传热模型

根据硬硅钙石-气凝胶复合绝热材料的微观结构特点,建立了描述材料内气固耦合导热的三维单元体传热模型.通过模型计算对硬硅钙石型硅酸钙、气凝胶及硬硅钙石-气凝胶复合绝热材料的导热系数进行了对比研究.结果表明:硬硅钙石型硅酸钙密度是影响复合绝热材料有效导热系数的关键因素,而气凝胶密度的影响不大;在高温下,复合绝热材料的导热系数要明显低于硬硅钙石型硅酸钙及二氧化硅气凝胶的导热系数.     

TPO-薄层UHPC轻型组合桥面层间温度应力研究

为掌握轻型组合桥面温度应力变化规律,避免TPO-UHPC层间受力破坏,采用应变片法和超声波法分别测定TPO材料的热膨胀系数和弹性模量;利用ABAQUS有限元软件对组合铺装进行层间温度应力研究;对影响TPO-UHPC层间温度应力的主要因素进行参数敏感性分析,探讨热膨胀系数比、TPO厚度、施工温度等对层间温度应力的影响.试验研究表明:TPO热膨胀系数比水泥基材料要大得多,TPO弹性模量随温度升高而减小.仿真计算显示:均匀温度变化下,层间剪应力和法向拉应力随着膨胀系数比和TPO层厚度减小而减小;层间剪切应力相较于法向拉应力在铺装体系中占主导地位;在高温和低温环境下,施工温度对TPO-UHPC层间应力的影响趋势相反,选择合适的TPO厚度及施工温度,可以减小温度应力幅.     

低流速下燃料包壳表面污垢沉积的传热计算分析

针对核电站发生破口失水事故后碎片在燃料包壳外表面形成污垢沉积的现象,采用一维模型建立了燃料包壳和周围冷却剂温度场的数值计算模型,与流体动力学分析软件CFX模拟结果进行对比,分析污垢厚度、污垢导热系数以及冷却剂流速对包壳温升的影响,并分析包壳温升瞬态变化.经计算发现,此计算模型计算结果与CFX模拟结果相近,最大相对偏差为2%.经分析发现污垢的产生导致包壳外表面温度突升,且温度升高的幅度随着污垢厚度增大而增大,随着污垢导热系数的减小而增大.存在一个临界冷却剂入口流速,当入口流速低于临界值时,堆芯内将产生沸腾危机.     

用矢量电位有限元法改进新型感应钢包炉包壳结构的设计

本文提出了计算感应钢包炉金属包壳中的涡流场的矢量电位有限元法．利用这一方法计算了新一代感应钢包炉的包壳中的涡流分布以及由此产生的涡流损耗．并在此基础上分析了感应钢包炉包壳结构中由径向磁场产生的涡流损耗随包壳分瓣数的变化规律，给出了合理的包壳分瓣数与包壳的几种改进方案．     

用矢量电位有限元法改进新型感应钢包炉包壳结构的…

本文提出了计算感应钢包炉金属包壳中的涡流场的矢量电位有限元法，利用这一方法计算了新一代感应钢包炉的包壳中的涡流分布以及由此产生的涡流损耗，并在此基础上分析了感应钢包炉包壳结构中由径向磁场产生的涡流损耗随包壳分瓣数的变化规律，给出了合理的包壳分瓣数与包壳的几种改进方案。     

K_2O/Na_2O对R_2O-Al_2O_3-SiO_2玻璃力学和热学性能影响

以R_2O-Al_2O_3-SiO_2体系中的高碱铝硅酸盐玻璃为研究对象,分别利用显微硬度计、表面应力仪、固体材料动态性能测试仪、高精度膨胀仪以及导热系数仪,探究了不同K_2O/Na_2O对该玻璃系统力学性能(维氏硬度、弹性模量)、热学性能(线膨胀系数、导热系数)等物理性能的影响。研究结果表明,当保持碱金属氧化物R_2O总摩尔含量不变,随着K_2O/Na_2O的增加,玻璃的硬度先增大后减小;弹性模量、膨胀系数和导热系数受到混合碱效应的影响均呈现非线性变化。     

保温隔热瓦及其制作方法

目前用的保温材料有传统保温材料和新型保温材料两种。传统保温材料有石棉、蛭石、硅藻土、膨胀珍珠岩、矿棉及其制品。其缺点是容重大,导热系数高,抗压强度较低;新型保温材料多为膏体如无机复合绝热材料,它是以粉煤     

绝热层对钢包热行为的影响

建立了基于有限元法的钢包二维传热模型,运用Ansys软件对钢包在不同绝热层厚度情况下的热状态及保温性能分别进行了模拟计算.有绝热层的钢包可以明显地提高自身的保温性能,且随着绝热层厚度的增加,保温效果愈加突显,但幅度越来越小.与无绝热层的钢包相比,在绝热层厚度达到20 mm时,钢包预热时间缩短约1 h,节约煤气消耗1000 m3,降低钢水温降约6℃.在热饱和阶段,钢包外壁温度平均降低了100℃,包壁散热减小,1h可以节能1255680kJ,折合标准煤43kg.最后利用现场实测数据进行了验证,结果表明模拟结果正确可信.     

钢包工作衬用无碳预制块的研制与应用

以高铝刚玉为骨料,电熔镁砂、氧化铝微粉和氧化硅微粉为基质料,研制了钢包工作衬用无碳预制块·结果表明:MgO与Al2O3反应形成尖晶石伴随的体积膨胀效应使预制块获得了较小的烧后线收缩率·与传统的Al2O3-MgO-C砖相比,由氧化物微粉结合的预制块具有较低的显气孔率,较高的高温抗折强度和良好的抗渣性·现场实际应用结果表明,用预制块砌筑的钢包工作衬具有较好的保温效果,能够有效地减小精炼过程中钢水的温降,并可以有效地防止钢水增碳,有利于低碳钢和超低碳钢的生产·     

基于等效龄期的钢管拱内混凝土硬化过程热应力

为揭示大直径钢管拱内混凝土硬化过程中力学性能增长的温度依赖性因素对组合结构热力作用效应的影响机理,采用有限元程序模拟钢管拱内混凝土的水化热传导过程,并与实测温度场数据进行对比,随后基于等效龄期法考虑其对管内混凝土弹性模量增长的影响,在此基础上结合热弹性力学理论得到了硬化过程中组合结构热应力的变化规律,并与未考虑温度依赖性影响的计算结果进行比较分析.结果表明,水化热温度场加快了管内混凝土硬化过程中弹性模量的增长速度,进而导致混凝土温度应力明显增大,截面径向、环向以及纵向温度应力增幅分别可达1.3倍、1.3倍和1.4倍,但对钢管应力的影响可忽略不计.因此,在分析大直径钢管拱内混凝土硬化过程中的热力作用效应时,必须考虑水化热温度场对管内混凝土弹性模量增长的影响.     

SiC材料导热系数和热膨胀系数与温度关系

研究冷等静压ＳｉＣ材料导热系数和热膨胀系数与温度的关系。结果表明，ＳｉＣ材料导热系数（λ）与温度（Ｔ）成反比，其线膨胀系数（ａ）与温度成正比。从理论上探讨了提高其热稳定性的途径；给出了ＳｉＣ材料导热系数和线膨胀系数与温度之间的关联式，为高温陶瓷换热器的设计及应用提供科学依据。     

保温砂浆与普通砂浆基本热传导性能试验研究

为了研究保温砌筑砂浆的保温隔热性能,通过DRP-4A型导热仪测试了自行配置的M7.5保温砂浆和普通砂浆试件在不同含水率和不同温差下的导热系数;实验结果表明,含水率为相同含水率0％～13％的情况下,保温砂浆的传热系数与普通砂浆导热系数比值为0.535～0.741.当温差为14～22℃时,保温砂浆与普通砂浆的导热系数平均比值为0.522.通过试验结果分析,保温砂浆与普通砂浆相比,在相同强度等级时,具有自重轻,保温性能好的特点,可广泛用于建筑自保温墙体砌筑砂浆和粉刷砂浆.     

裂隙岩体等效热传导系数探讨

对于裂隙岩体温度场的研究一般是按照各向同性介质进行处理,直接按照岩块热传导系数或者根据孔隙度计算的等效热传导系数进行计算.但在大量裂隙存在的情况下,由于不同走向裂隙填充物所起到的隔热作用,仍按照各向同性介质研究就存在误差.为考虑存在裂隙的影响,提出将热流量沿裂隙面方向及裂隙法向进行分解,按照热流量等效原理来推导等效热传导系数阵,并编制子程序进行验证.通过含裂隙算例的计算对比说明本方法是有效的,与常规方法差别很大,在同一位置点最大温差可达8.29℃.     

早龄期混凝土结构的温度应力分析

为了分析混凝土在早龄期时温度应力随龄期的发展.通过建立混凝土材料的水化放热模型,引入Arrhenius公式来表征早龄期时混凝土放热速率受温度的影响.采用考虑等效龄期的混凝土弹性模量和抗拉强度CEB-FIP1990计算公式来表征早龄期时温度变化对其力学性能的影响,在应力分析中采用Bazant的双幂函数徐变模型.结果表明:引入Arrhenius公式的混凝土水化放热模型可以用于计算混凝土结构早龄期时的温度场,早龄期时温度应力可以引起混凝土长墙的开裂.早龄期时混凝土结构温度应力的计算为优化混凝土材料的组成提供依据,尽可能减少温度应力引起的开裂.