交流电弧炉供电系统建模及耦合关系仿真研究

根据能量守恒定律,从电弧的物理机理出发,建立了一个用非线性微分方程描述电弧电导、电弧瞬时电流和弧长之间关系的电弧数学模型,并使用Simulink库中基本模块搭建了电弧仿真模型。以电弧仿真模型为基础,在Simulink仿真环境下,利用电力系统模块库,构建了交流电弧炉供电系统仿真模型。仿真结果表明,该模型计算出的电弧电压、电流与现场实测数据一致,验证了模型的正确性。通过供电系统仿真模型,仿真研究了电弧电流的三相耦合关系。     

调合石蜡的相平衡参数和相变动力学特性

使用正规溶液模型的Scatchard-Hildebrand方程对调合石蜡的熔点、浊点以及固-液和组元相变速率进行了计算.以切片石蜡作为被调合石蜡的计算结果表明,烷烃的相变温度和切片石蜡相近时,该烷烃对调合石蜡的熔点、浊点以及相变动力学特性影响较小.增加C22类轻质烷烃的质量分数,调合石蜡的熔点、浊点降低;熔程内较低温度下,轻质烷烃相变速率变慢,重质烷烃相变速率变快.增加C35类重质烷烃的质量分数,调合石蜡的浊点升高,熔点呈现复杂的变化,对C24以下烷烃的相变速率几乎没有影响,C25以上烷烃在熔程内较低温度下相变速率变慢.计算结果可以为相变储能中选用具有适当相变温度及相变动力学特性的调合石蜡提供指导.     

脉冲激光表面熔凝熔池演变数值模拟

为了研究脉冲激光作用过程中表面快速熔化与凝固的过程,建立了脉冲激光作用熔池金属熔凝的二维热流耦合模型．考虑重力、材料物性随温度的变化等的影响,利用焓-多孔度方法和用户自定义函数对表面熔化凝固的固液相界面演化进行了分析;采用熔化／凝固模型对熔池内的瞬态温度场、速度场和流场进行了数值模拟,并以实验验证模拟结果．计算结果表明：表面熔化与凝固的固液相界面的移动呈现不同状态;在熔凝过程中,熔池内除存在一对方向相反的主环流外,还存在多个环流;流体的速度随着温度的降低而减小且速度最大的区域位于熔池表面附近．     

Al-1%Si单晶制备工艺及微观组织分析

在自制的真空熔炼、氩气保护下拉式连续定向凝固设备上成功制取了具有单晶组织的φ8mm Al-1%Si合金棒材,并对其组织演变过程及稳定性进行了研究.分析了定向凝固过程中,硅颗粒在单晶组织中的分布形态,提出了使硅固溶或弥散均匀分布于铝基体中的措施.     

熔融还原法镍渣炼铁的热力学与动力学

利用熔融还原法进行了闪速炉水淬镍渣提铁的实验研究,探讨了熔渣二元碱度、反应温度和反应时间对提铁效果的影响.XRD测试结果表明水淬镍渣由正硅酸铁FeO.SiO2和玻璃态物质组成.镍渣中的氧化铁主要以FeO.SiO2的形式存在,通过常规的选矿方法很难实现铁氧化物的富集,故采用熔融还原方法进行镍渣提铁实验.实验结果表明增加配合料中CaO的加入量、提高反应温度以及延长熔制时间都能不同程度地提高镍渣中铁的还原率.通过比较1450～1600℃范围内各反应温度下不同类型还原反应的Gibbs自由能,镍渣熔融还原过程的主要反应形式为(FeO)+C(S)→[Fe]+CO.本实验确定的最佳配方组成为:镍渣100g、CaO34.7g、CaF24.04g和焦炭8.5g;最佳反应条件为1500℃熔制180min.以上条件下的渣铁分离效果较好,铁还原率达到96.32%.     

Phase transition in the subducted oceanic lithosphere and generation of the subduction zone magma

Two metamorphic processes, i.e. subsolidus dehydration and partial melting occurring in MORB, metasediments and peridotite of subducted oceanic lithosphere are discussed on the basis of available experimental work and phase equilibrium modeling. Phase diagrams of hydrous MORB show that in most cold subduction P-T （pressure-temperature） regimes a large portion of water in the basic layer has released below the onset of blueschist facies （〈 20 km）, and at a depth （60--70 km） of transition from lawsonite blueschist to lawsonite eclogite facies through glaucophane dehydration; only a smaller portion of water will escape from the slab through dehydration of lawsonite and chloritoid in the depth range suitable for arc magma formation; and a very small portion of water stored in lawsonite and phengite will fade into the deeper mantle. The role of amphibole for arc magma formation is still arguable. In cold subduction P-Tregimes, the dehydration of chlorite and talc in AI-poor metasediments, and chloritoid and carpholite in AI-rich metapelites at a depth around 80--100 km will make some con- tributions to the formation of arc magma. Comparatively, dehydration of serpentine in hydrated peri- dotite occurs at depths of 120--180 km, playing an important role in the arc magmatism. Subduction of oceanic crust along warm P-T regimes will cross the solidi at a depth over 80 km, resulting in partial melting under fluid-saturated and fluid-absent conditions in the metasediments involving biotite and phengite, and in the basic rocks involving epidote and amphibole. The melt compositions of the basic crust are adakitic at pressures 〈 3.0 GPa, but become peraluminous granitic at higher pressures.     

Q345B钢结构厂房焊接工艺研究

根据福建某企业Q345B钢结构厂房建设实际,分别使用CO2气体保护焊和焊条电弧焊两种焊接方法对厚度20 mm的Q345B钢板进行焊接,对焊接接头进行外观及无损探伤检测,并系统研究焊接试样的力学性能和组织结构。结果表明：焊条电弧焊和CO2气体保护焊工艺均能够用于Q345B钢结构厂房的焊接,焊接质量均能达到国家标准,但CO2气体保护焊接头的抗拉强度和伸长率均高于焊条电弧焊接头,且显微硬度分布更均匀;焊接方法对焊接接头各区域的组织构成影响不大,但焊条电弧焊接头各区域的晶粒尺寸均大于CO2气体保护焊接头;采用16 KJ·cm^-1热输入的CO2气体保护焊接头具有最优的综合力学性能,且焊缝组织最为均匀,推荐企业优先选用此种焊接工艺。     

高速连铸保护渣熔化特性的实验研究

在不同条件下对 Li2 O降低保护渣熔点作用规律进行了实验研究 ,分析探讨其满足高速连铸保护渣熔化特性要求的配比及含量。实验表明 ,Li2 O是获得低熔点保护渣的理想助熔剂 ,其含量应在 2 %～ 5%范围内。     

电弧超声的激发及其特性研究

为了探索电弧在焊接过程自动控制、改善焊接接头质量等方面应用的新途径,提出以电弧自身作为可控的“超声发射源”的工作原理。在常规弧焊回路中采用了连续波和脉冲敲击式等不同的激励方式获得电弧超声信号。记录了电弧超声的频率、幅度、相移特性,初步估算了电弧超声声速。发现了电弧超声的若干“谐振频段”并对电弧频率响应的选择性现象进行了初步分析。试验结果表明,在弧焊过程中作为“产热机构”的电弧同时也可以作为“超声发射机构”,从而为开拓有关应用提供了可能性。     

多弧离子法制备的Ti(C,N)微结构随C_2H_2/N_2流量比变化的研究(英文)

用多弧离子法在高速钢(W18Cr4V)基底上沉积了Ti(N,C)薄膜,并运用SEM、XRD、XPS对该膜微观结构随进气流量比r=C_2H_2/N_2变化的情况进行了测试和分析。结果表明薄膜随r增加趋于致密,在r值较小时呈现较强的(111)择优取向,随着r值增大,(111)这一取向逐渐变弱,(220)取向渐强,薄膜呈现典型面心立方结构,主要成分为复合相Ti(N,C),膜含有少量石墨相成分存在。