高炉滴落带初渣流动的实验研究

根据相似原理,对高炉滴落带初渣流动进行了区域模拟的实验研究。结果表明:在现代高炉操作条件下,初渣偏流现象是不可避免的;初渣在滴落带横截面上呈二次项分布。在正常操作条件下,铁液的滴落几乎不受横向气流的作用,因而,生铁一经生成便与初渣分离而垂直下滴,而初渣则主要集中在软熔带内边缘附近区域流动。初渣偏流影响到焦窗的透气性。提高焦炭强度,保证滴落带焦炭柱中大于20mm 的大顺粒组成高于80%,或对小颗粒焦炭进行分级整粒入炉,将减轻滴落带初渣偏流,改善高炉下部的透气性和透液性。     

锌对高炉软熔带性能及滴落带锌收入量的影响

采用醋酸锌水溶液浸泡法制备了不同锌含量的综合炉料(65%烧结矿+21%球团矿+14%块矿),通过初渣形成实验及对滴落物的化学分析,研究了有害元素锌对高炉初成渣形成过程的影响。结果表明,铁矿石中锌含量增高会导致滴落温度升高,软熔温度区间加宽,透气阻力指数增大,压差波动频繁,并且当炉料加锌量超过一定限度时,滴落初渣中(Zn)含量明显增大。这意味着,高炉锌负荷增加将导致软熔带变厚、透气性恶化以及压差不稳定,并且可能会加剧锌对高炉下部的破坏作用。     

MgO对烧结矿软熔性能的影响

为进一步提高烧结矿的质量,考察了不同MgO质量分数烧结矿的高温冶金性能,并研究了MgO对烧结矿软熔性能的影响机理.试验结果表明,随着MgO质量分数的增加,烧结矿的软化区间不大,但由于初渣中含MgO的高熔点物质增多,烧结矿熔化带和软熔带区间显著增加,尤其对低碱度烧结矿的影响更加明显.试验条件下,MgO质量分数由1.3%增加至3.0%时,低碱度烧结矿(R=1.36)的软熔带温度区间从217.2℃增加到325.5℃;碱度R为1.76时,烧结矿软熔带温度区间从310.5℃增加到389.3℃.因此,降低烧结矿中MgO质量分数,有利于改善烧结矿的高温冶金性能.     

高炉初渣流动规律的研究

本文通过模型试验,在尽可能考虑与高炉相似条件下,研究了高炉内初渣流动规律。结果表明:由于高炉内存在软熔带和焦炭夹层,因而在在较强的水平煤气流。初渣带在水平煤气流的作用下产生偏离垂直方向的流动,使初渣有某种程度集中流下现象。初渣流动的偏角 θ 是无因次压力梯度(dP/dL)_g/γl、准数(Fr_l)/(Re_l)及无因次流量 L/G的函数。即偏角θ是风量,熔体比重、粘度及流量和炉料性质的函数。利用此式,分析了初渣流动的偏角θ与高炉冶炼的关系。     

初渣流动方式对高炉内硅传递过程的影响

从初渣偏斜流动的观点出发,对高炉滴落带生铁中硅含量的变化过程进行了热力学分析和实验研究,探讨了初渣偏流与炉内硅还原过程的相互关系。结果表明,高炉内生铁中硅含量的变化规律受初渣偏流和高温下焦炭对 SiO_(g)的还原反应所控制,从而提出了合理的高炉冶炼低硅生铁的技术措施。     

高炉软熔带形态变化的物理模拟

利用三维动态热模型探讨了高炉内软熔带的形态及形成位置。实验结果表明，随中心矿焦比降低，软熔带形状由Ｗ型向倒Ｖ型转变。当采用中心加焦布料方式时能形成充分发展的倒Ｖ型软熔带。总矿焦比增加时，软熔带顶点降低，根部升高，形状度Ｉ增大，无因次高度ｈ顶减少，料柱阻力增加。     

熔滴实验装置的开发及应用

本文介绍在熔滴实验装置上采用微机控制的情况,并讨论熔滴实验结果的鉴定指标;提出熔滴实验装置不仅可用于测定炼铁原料的高温性能,且可用来进行软熔层结构、微型高炉解剖试验、炉缸渣铁反应及耐火材料侵蚀等的研究。     

带极电渣堆焊熔滴过渡形式及其对熔深的影响

本文对带极电渣堆焊的熔滴过渡形式及其对熔深的影响进行了研究。用X光高速摄影机对带极端部形态进行了观察和分析,用钨铼热电偶对熔池表面和底部温度进行了测定。通过试验和观察表明,在带极电渣堆焊过程中,带极端部呈不均匀熔化,借助于电流集中以跳跃方式熔化并形成熔滴;随着电流增大,熔滴过渡频率增大,熔深也相应增大。因此,可以通过焊接电流的控制以确保堆焊质量。     

浅熔深堆焊法研究

本文通过对磁控带极电渣堆焊过程中电压波形的分析和对带极端头形状的观察,探讨了浅熔深堆焊法的物理本质,经过焊剂、焊接规范、附加外磁场及电弧存在比例的变化对母材熔深及焊道质量影响的试验,指出了浅熔深堆焊法获得优质堆焊层的基本规律。     

首钢试验高炉解剖的研究

高矿解剖是近年来研究高矿冶炼过程的一种新的和先进的研究方法。我国第一次高炉解剖于1979～1980年在首钢试验高炉进行,并取得了比较丰富的科研成果。对高炉软容带的研究也是这项科研的专题研究之一。本文概括地叙述了解剖方法,描述了软熔带形成过程。分布型状及其特征,并研究了软熔带和高炉冶炼制度之间的关系。分析了软熔带对煤气流再分布作用及对冶炼过程影响。最后分析合理软熔带型式。     

多锥构型摩擦元件带排扭矩影响因素分析

为了降低变速装置的带排扭矩功率损失,以典型三锥摩擦副为研究对象,考虑表面张力和表面构型的影响,建立多锥构型摩擦元件带排转矩分析模型,通过数值方法讨论了变速装置中润滑油黏度、分离间隙、润滑油流量、多锥摩擦元件构型参数等对带排扭矩的影响.研究结果表明随着相对转速的增大,带排扭矩先增大后减小,带排扭矩存在最大值.润滑油的黏温特性、润滑油流量、分离间隙、摩擦元件锥角对带排扭矩的影响较大.设计不等锥角构型可以降低多锥构型的带排扭矩.      

双缝襟翼缝道参数气动影响敏感度研究与设计

针对后缘双缝襟翼,采取先后缝再前缝的缝道参数设计方法,通过数值计算分析和风洞试验验证研究了襟翼偏角、缝道宽度、重叠量对增升效率的影响规律。采用点对点链接多块结构网格技术,通过求解RANS方程对缝道流场进行数值计算,结果表明:后缝道宽度对升力系数、阻力系数影响较缝道重叠量大,为更敏感参数;前缝道重叠量对升力系数、阻力系数影响较缝道宽度大,属更敏感参数。结合上述设计方法与数值计算工具,高效、准确地确定了较优的二维襟翼剖面参数,且襟翼效率计算结果与风洞试验结果吻合较佳,可为同类飞机增升装置设计提供参考和借鉴。     

液排渣粉煤燃烧器空气动力特性的试验

对液排渣粉煤燃烧器内气流运动规律和混合过程进行了冷态模拟研究，分析了结构参数和动力参数对流动的影响。试验表明：燃烧室轴向速度可分成６个不同的区域，存在４个回流区；简单环形挡渣板也能产生环形回流区，在旋风燃烧室设计中可取代锥形缩口挡渣板。最佳参数为：１次风旋流数Ｓ１为１．７８－２．０；１次风口和２次风口距离Ｌ１２＝（０．７５－１．１５）Ｄ；一次风量为１５％－２０％。     

基于合成射流的高空飞艇分离流控制

采用数值模拟方法研究了基于合成射流技术的高空飞艇流动控制方法。将合成射流装置安放在飞艇表面,靠近分离线处,并沿分离线布置,通过合成射流口吹吸空气产生涡流,并将其注入边界层内来达到延缓流动分离,进而达到减阻和大迎角阵风减缓的目的。研究首先利用对原始飞艇进行仿真,找到分离线的位置,进而研究了合成射流口出射速度幅值不同时飞艇阻力系数的变化,并以此来分析合成射流的流动控制效果。结果表明,射流口吹吸速度幅值越大,时均减阻效果越好,但射流的能量消耗也越大,气动力的脉动幅值也大。在扣除合成射流本身的能量消耗影响以后,最优的时均控制效果发生在迎角30°左右。研究结果显示,合成射流可以用来降低飞艇小迎角下的巡航阻力,也可以用来控制大迎角情况下的瞬态气动力,从而作为阵风减缓措施。     

翼型阻力计算方法的数值模拟研究

翼型阻力是评定翼型气动特性的重要气动参数之一,翼型测压实验时主要用动量法测量阻力,也就是根据尾迹区某截面的动量损失来计算翼型阻力。本文首先用数值模拟方法获得翼型流场全部信息,然后分别用翼面压力、粘性力积分和尾迹动量损失积分两种方法获得阻力,并对它们的结果进行比较分析,以确定在使用尾迹积分法计算阻力系数时的最佳积分截面和尾迹排架的最佳安装位置。     

绕流叶形截面管的流动、换热及性能分析

本文对叶形截面管外的流动及换热进行了实验研究,获得了相应的准则关系式,并将其与圆形和椭圆形截面管进行了性能比较.结果显示出优于圆形管和椭圆管的传热与流动的综合性能,尤其是在高雷诺数情况下,综合性能更好.     

面向多阶段的无尾飞行器力矩控制分配方法研究

为满足不同飞行阶段对无尾飞行器气动性能的不同要求,提出一种多目标控制分配方法。首先,建立无尾飞行器非仿射舵效模型,对无尾飞行器控制分配问题进行数学描述。然后,提出增量式非线性控制分配方法。其次,对增量形式的次级性能指标与加权形式的综合性能指标进行构建。最后,基于有效集二次规划方法对多目标非线性控制分配问题进行求解,并进行仿真验证。在仿真场景中,与最小舵偏算例相比,最小阻力算例平均阻力系数降低了36.96%,最大升力算例平均升力系数增大了7.76%。实验结果证明了控制分配方法能在满足力矩分配误差最小的条件下,有效实现最小舵偏、最小阻力与最大升力等不同次级目标。     

氯化十六烷基三甲基季铵盐减阻流体试验

通过对不同工况下氯化十六烷基三甲基季铵盐（Cetyltrimethyl Ammonium,Chloride,CTAC)减阻流体在二维流道中减阻性能的测量，分析了温度，浓度，配比变化对流体减阻性能的影响，同时使用相位多普勒测速仪测量了流体的速度场，利用信号处理中的相关方法分析了运动结构，结果表明，减阻流体在主流速度方向上存在较低频率的周期运动，而在垂直方向上的运动则是随机的，减阻流体的各向异性强于非减阻流体。     

飞艇蒙皮振动对流场特性的影响

通过求解二维雷诺平均Navier-Stokes方程,采用SST两方程湍流模型对飞艇二维绕流流场进行数值模拟,重点分析飞艇蒙皮振动对流场的影响。为便于流场对比,在飞艇蒙皮的上表面给定一种沿流向传播的振动波型,通过调整振动的振幅、频率和波长,分析3种振动参数对流动分离和阻力的影响。研究结果表明:沿流向的蒙皮振动会使飞艇绕流流场产生显著变化。在一定振幅和频率条件下,随着波长的减小,流动分离加剧,阻力系数增加;在固定波长和频率条件下,随着振幅的增加,流动分离加剧,阻力系数增加;而在固定振幅和波长条件下,随着频率的增加,非定常效应增强,流动分离减弱,阻力系数减小;此外还发现,选取一定的振动形式和合适的参数可能起到抑制流动分离,从而减小阻力的作用,为高空飞艇减阻提供了一种技术途径。