透平动叶多凹槽叶顶气膜冷却特性的研究

为了提高透平动叶叶顶的气膜冷却性能，并降低由叶顶泄漏流引起的泄漏损失，开展了多凹槽叶顶气膜冷却特性研究。采用试验测试和数值模拟相结合的方法，研究了燃气透平动叶不同结构多凹槽叶顶的气膜冷却特性与气动特性，其结构包括单凹槽、二凹槽、三凹槽和四凹槽4种叶顶形式。在主流进口雷诺数为1.75×10⁵条件下应用压力敏感漆技术获得了1.0、1.5和2.0等3种吹风比下多凹槽叶顶表面的气膜冷却有效度分布，并采用经过校核的数值方法辅助分析了叶顶间隙内的流场结构及其气动性能。结果发现：多凹槽叶顶内的肋片改变了叶顶的流场结构，阻挡了冷气向下游发展。相比于传统的单凹槽叶顶，四凹槽叶顶在吹风比较大时能够提高叶顶中部的冷却效果，但在叶顶中后部依旧是单凹槽叶顶的冷却效果最好。同时，多凹槽叶顶能够显著降低叶栅的气动损失，相比于传统的单凹槽叶顶，二凹槽、四凹槽叶顶总压损失系数值分别降低了17.9%、20.9%。     

20CrNi2MoV钢连续冷却过程中的相变行为

利用热力模拟试验机研究了20CrNi2MoV钢在变形和未变形条件下的连续冷却相变行为及微观组织演变规律,绘制了该实验钢静态和动态连续冷却转变(CCT)曲线,分析了合金元素、冷却速度和变形条件等对其连续冷却相变行为的影响。结果表明:20CrNi2MoV钢中Cr、Ni、Mo等合金元素使得过冷奥氏体稳定性增强,贝氏体相变可以在较宽的中温转变温度区间发生;随着冷却速度的增加,20CrNi2MoV钢的铁素体相变温度下降,铁素体扩散型相变受到抑制,贝氏体中温区相变得到加强;变形使得20CrNi2MoV钢CCT曲线的铁素体和珠光体转变线明显左移,并且由于变形作用,贝氏体相变温度提高。     

抽吸孔对旋流和冲击冷却流动传热特性的影响

针对旋流和冲击冷却流动的不同传热特性,建立了简单旋流、复合旋流、简单冲击和复合冲击冷却模型,并在相同涡轮叶片前缘几何腔体和气动条件下进行了数值研究,得到了4种模型下的流线结构以及压力和传热系数分布。研究结果表明:旋流和冲击冷却流动存在明显差别;旋流冷却冷气通过喷嘴沿切向高速射入腔体,形成旋转流动,壁面处冷气压力高,靠近腔体中心线处压力低;冲击冷却冷气通过冲击孔高速垂直射入腔体并冲击在靶面上,在靶面撞击点附近形成压力尖峰区域。显然,旋流和冲击冷却的传热特性存在差异。旋流冷却冷气强烈冲刷腔体壁面,减薄热边界层厚度,形成带状高传热区域;冲击冷却冷气强烈撞击靶面,破坏撞击点附近热边界层,形成圆形的高传热区域。旋流冷却传热分布更均匀,抗横流冲击作用更强。对于旋流冷却,抽吸孔强烈扰动冷气的旋转流动,使带状高传热区域扩大,平均传热强度增大4.5%;对于冲击冷却,抽吸孔对冷气流动结构影响较小,传热强度提升不显著。     

液固相线温差补偿的连铸二冷控制模型

针对连铸生产过程中某些钢种钢水成分波动较大,导致采用传统参数配水模型控制时铸坯表面温度波动较大,尤其是矫直点处铸坯温度很难控制在一个合理稳定范围内的问题,笔者在参数配水控制模型的基础上,考虑了钢水成分变化对液、固相线温度及凝固区间的影响,提出了一种基于液-固相线温差补偿的连铸二冷控制模型。计算了参数配水控制模型和新提出的二冷控制模型在钢水成分发生波动情况下铸坯的温度场,并对两种模型的计算结果进行了分析讨论,结果表明:笔者提出的连铸二冷控制模型,在钢水成分发生波动的情况下能更好地控制矫直点处铸坯的表面温度,进而保证铸坯质量。     

退火工艺对钎具用钢22Si2MnCrNi2MoA带状组织的影响

使用光学显微镜、扫描也镜和能谱仪等研究了钎具用钢22Si2MnCrNi2MoA动态连续冷却相变规律和退火工艺优化,分析了冷却速度对连续冷却转变曲线和相变组织的影响,探讨了22Si2MnCrNi2MoA钢带状组织成因及改善措施.22Si2MnCrNi2MoA钢具有较高的淬透性,在形变后空冷即可得到贝氏体+马氏体组织.在所选取的温度和时间范围内,710℃退火保温5 h为最优的退火工艺,等温退火并不能改善钢中带状组织的成分不均.带状组织的形成是由于化学元素Si、Mn、Cr、Ni和Mo的偏聚引起的,提高横截面内变形均匀程度对于改善棒材组织均匀性是有利的,但冶金过程成分偏析均质控制才是减轻或消除带状组织成分不均的关键.     

水射流冲击冷却过程靶面热流密度测试方法的改进

为了准确测量水射流冲击冷却过程靶面热流密度,提出在靶体背侧增加绝热材料,采用单点测温,使用一维导热反问题计算靶体表面热流密度的方法.实验数据分析显示,采用该方法对靶体背侧温度预测的相对误差±5%以内的概率为93%以上,由于靶体背侧仅是近似的绝热条件,导热反问题计算的靶体背侧温度略高于实测温度.结果表明,通过在靶体背侧增加绝热材料,即便采用单点测温,仍然可以很容易地获得足够精确的靶体温度和表面热流密度.     

透平叶片双工质冷却特性的实验研究

针对双工质冷却叶片存在尾缘温度较高的问题,提出了一种带尾缘射流孔的双工质冷却叶片.在建立的3叶片叶栅热风洞实验平台上,实验研究了冷却介质进口参数对实验叶片表面温度和冷却效率分布的影响.结果表明:双工质综合冷却下,叶片尾缘温度大幅度下降,叶片表面温度分布较均匀;当冷却介质与主流燃气的温比Tc/Tg=0.65、压比Pc/Pg=1.3、流量比Mc/Mg=0.034时,叶片尾缘和前缘区域冷却效率分别约为50％和55％,中弦区域的冷却效率高达67％;与冷却介质进口参数相比,冷却方式和冷却结构对提高叶片冷却效率更有效.     

超超临界汽轮机高压缸旁路冷却系统冷却特性研究

采用耦合流动计算和共轭传热的数值方法研究了1 000MW超超临界汽轮机高压缸旁路冷却系统的冷却特性,给出了系统作用下高压缸内外缸和轴端平衡活塞等固体部件的温度场分布特性,对比了有/无内部旁路冷却系统在不同条件下高压缸的温度场。研究结果表明:超超临界汽轮机高压缸旁路冷却系统能有效冷却高压缸内缸和轴端平衡活塞,使整体温度水平明显下降,高压缸外缸温度略有上升,高压缸内缸在旁路冷却系统的作用下温度分布均匀;对于阶梯式平衡活塞的冷却作用,主要取决于3段汽封长度、汽封齿间隙及平衡活塞前径向间隙。     

基于灰色关联度的高炉冷却壁整体优化

基于灰色关联度分析方法,研究了高炉冷却壁冷却水管半径、冷却水管间距、水管距热面距离 、冷却壁壁体厚度等对冷却壁热面最高温度和热应力的影响。综合冷却壁结构优化分析,得到冷却壁最优结构尺寸组合是：水管半径20mm、水管间距为220mm,水管距热面距离为90mm和冷却壁壁体厚度125mm。     

Uprising period and elevation of the Wenyu granitic pluton in the Xiaoqinling District, Central China

Xiaoqinling District is an important gold-producing area in China. It ranks second to Jiaodong with regard to gold deposits. The uprising period of the Wenyu granitic pluton and the wall-rocks of the deposit, as well as the mineralizing depth and reserved place of gold ore bodies, are significant to ore exploration. Fission-track （FT） analysis of zircons and apatites of granitic rocks from the Wenyu granitic pluton shows that apatite FT （AFT） data modeling indicates a rapid cooling rate of 20℃/Ma from 138 to 120 Ma after emplacement at 138 Ma. Thermal evolution and inversion curves suggest a secondary phase of fast cooling and up- rising from 45 to 35 Ma, and 35 Ma, respectively, with a cooling rate of 6.7℃/Ma and a denudation quantity of -4.3 km. The last cooling phase took place from 〈4 Ma, with an average cooling rate of -11.3℃/Ma and a denudation amount of 1.3 km. Total exhumation quantity of 5.6 km and uprising elevation of 7.3 km are similar to the estimated results of fluid inclusions from the Dongtongyu and Wenyu gold deposits. The 39Ar/40Ar dating of sericite from the fault planes of the Xunmadao-Xiaohe and Taiyao faults demonstrate two uprising activities of the ore-host metamorphic complex. The Huashan and Wenyu granitic plutons inten- sively occurred during 77 and 45 Ma, respectively. These data sets are valuable for understanding the uplifting process and for preserving gold ore bodies in the Xiaoqinling area, as well as for further studies on tectonic evolutions of the Taihua Complex and the Qinling-Dabie Orogen.