矩形腔内有分散平齐热源熔化的数值模拟

利用焓法求解了矩形空腔内有３个分散平齐热源的熔化问题,考虑并分析了加热功率和过冷度对熔化界面形状和热源表面温度的影响,并把计算结果与前人的实验结果进行了比较,它们符合得比较好．计算和实验结果都显示,矩形空腔内的分散平齐热源对工质的熔化过程有显著的影响．     

同向双螺杆挤出结晶型粒料非啮合区熔融过程模型

利用可视化技术对同向双螺杆挤出熔过程做了观察,就较大加料量加工结晶型粒料的情况建立了非啮合区熔融模型,并进行了实验验证。给出了计算结果与实验数据,对模型建立中的一些问题进行了讨论。     

相变沥青混合料可行性及性能研究

提升道路除冰雪能力是保障冬季行车安全的重要手段,相变沥青路面作为一种环境友好型技术具有良好的应用前景。为了确定相变沥青混合料融冰雪是否具有实际应用价值,通过显微镜观测固固相变材料相变过程,测定相关热力学参数。对相变沥青混合料路用性能进行检测,开发了3种融冰雪性能评价方法。结果表明,固固相变材料会发生为结晶态和非晶态的相互转变,熔融焓值在吸放热过程中差距不大,均超过70 J/g,且50次衰减率在2.8%,可以满足沥青路面长期使用需求;随着相变材料掺加量的增加,沥青混合料高温稳定性降低,低温抗裂性提升,抗水损性能先上升后下降,但均能满足规范要求,相变材料掺加量超过0.3%才具有明显的融冰雪效果。可见,固固相变材料可以作为外掺剂加入沥青混合料中,基于路用性能角度相变材料掺量在0.3%～0.5%比较合适,相变沥青混合料不适应于全天低于0℃的地区,需要结合其他除冰雪措施才能保障道路通行能力。     

具有振荡边界热源的两类融化问题的数值研究

构造定时间步长的有限差分方法求解具有周期振荡热源的球型和柱型两类融化问题,对融化过程中移动界面的运动和液态介质内温度场的变化进行数值模拟,并分析Stefan数、热源周期振荡的振幅和频率对移动界面运动和温度场分布的影响。数值实验结果表明,Stefan数对于移动界面的运动和温度场的变化会产生非常大的影响,而边界热源周期性的振荡对移动界面的运动会随着相变区域的增大而不断减弱。该问题的数值模拟为工程实践中的相变传热问题提供重要的理论参考。     

Reduction and melting behavior of carbon composite lateritic bauxite pellets

Direct reduction of low-grade lateritic bauxite was studied at high temperature to recover Fe and beneficiate Al₂O₃ slag. The results show that a metallization rate of 97.9% and a nugget recovery rate of 85.1% can be achieved when the reducing and melting temperatures are 1350 and 1480℃, respectively. Moreover, a higher-grade calcium aluminate slag (Al₂O₃=50.52wt%) can also be obtained, which is mainly composed of α-Al₂O₃, hercynite (FeAl₂O₄), and gehlenite (Ca₂Al₂SiO₇). In addition, high-quality iron nuggets have been produced from low-grade lateritic bauxite. The nugget is mainly composed of iron (93.82wt%) and carbon (3.86wt%), with almost no gangue (slag).     

石墨烯量子点对对苯二酚的检测

以柠檬酸为碳源,采用一步熔融法制备了石墨烯量子点,通过红外光谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱对其光学性能进行表征,同时考察了石墨烯量子点耐光漂白能力和抗盐性. 该石墨烯量子点可应用于对苯二酚的检测,其荧光强度与对苯二酚浓度成良好的线性关系(R²=0.979),方法的检测限为3.1 nmol·L^-1, 线性范围为1.0×10^-7~5.0×10^-6 mol·L^-1.     

SR电弧炉熔化期供电优化模型

在分析附加电抗电弧炉熔化期电气特性的基础上,以电耗和通电时间最小为目标,建立了基于多目标混合整数非线性规划(MINLP)的供电优化模型,来指导熔化期供电策略的制定.模型充分考虑了附加电抗和供电电压以及电弧燃烧指数等对供电策略的影响,实现了附加电抗、供电电压以及工作电流三个参数的优化选取,避免了单纯确定工作电流方法制定供电策略的弊病.实际应用表明不但提高生产效率,而且提高了综合经济效益,对SR电弧炉的生产具有指导意义.     

原位熔融挤出扩链反应制备高黏度尼龙66树脂的研究

采用原位熔融反应扩链方法,研究了双官能团环氧化物扩链剂EP对尼龙66（PA66）的扩链效果,对扩链后的PA66的力学性能、结晶行为等性能进行了表征。结果表明：扩链后PA66出现熔融双峰,等温结晶的结晶诱导期t₁和半结晶时间t_1/2均缩短,证明扩链剂同时起到了成核剂的作用;随着扩链后PA66相对分子质量的增加,力学性能明显提高。     

铝熔炼炉炉衬组合的优化模拟

为了减少炉衬的热损失和节约投资成本,针对铝熔铸行业广泛使用的反射式铝熔炼炉,以三层平壁炉衬结构为研究对象,计算分析隔热方式对炉衬传热影响.以经济厚度法为依据,推导出炉衬的经济厚度计算公式,并通过编程实现炉衬组合的计算机优化.同时以蓄热式铝熔炼炉热平衡测试为例,建立铝熔炼炉数学模型,运用计算流体力学软件FLUENT对炉窑工作制度为40周的优化前后的炉衬组合进行仿真.结果表明:炉衬组合的计算机优化结果可获得比较理想的经济效益:炉墙采用40 mm黏土质浇注料+300mm硅藻土砖+120mm硅酸铝纤维毡;炉顶采用220 mm普通耐火混凝土+150mm黏土质浇注料+80mm硅酸铝纤维毡;炉底采用200 mm高铝质浇注料+300mm硅藻土砖+50mm黏土质浇注料.     

选区激光熔化直接成型零件工艺研究

为了提高选区激光熔化成型金属零件致密性与精度,首先对激光扫描单道熔池形成特性进行研究,讨论扫描速度、激光功率对熔池宽度影响,观察到熔池附近无粉区宽度 与熔池宽度 的关系为： = ×（1.5~2）。根据单道熔池成型特性,采用层间错开扫描策略提高零件致密性到近乎100%,显微观察层间与层内熔池搭接紧密。接着成型包括圆柱圆孔等几何单元讨论热影响、原始尺寸对尺寸精度的影响,当光斑补偿 与聚焦光斑直径 满足 时,尺寸精度达到（0.04~0.06）mm。对SLM成型件拉伸强度、延伸率、显微硬度测试分别为636Mpa、15%~20%与HV0. 3 250~285。结果表明,层间错开扫描策略与优化的光斑补偿值对SLM直接成型金属零件的致密性与精度具有较好效果。