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热流密度对高速钢刀具多道熔覆WC/Co陶瓷层组织与性能的影响

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表面技术 2023年

作者：陈翔张德强李金华郭海华姚芳萍朴若华大连市经济贸易学校实训中心辽宁工业大学机械工程与自动化学院辽宁工业大学工程训练中心

目的研究高速钢刀具表面激光多道熔覆WC/Co陶瓷层时，热流密度对熔覆层道次间的影响规律以及多道熔覆层制备时的参数选择。方法通过建立多道单层激光熔覆理论模型，并利用模拟仿真和实验的方法，以热流密度作为评价指标对激光热源的... 详细信息

目的研究高速钢刀具表面激光多道熔覆WC/Co陶瓷层时，热流密度对熔覆层道次间的影响规律以及多道熔覆层制备时的参数选择。方法通过建立多道单层激光熔覆理论模型，并利用模拟仿真和实验的方法，以热流密度作为评价指标对激光热源的不同参数和熔覆层组织与性能进行耦合分析。结果所建的模型经模拟仿真分析验证了其正确性。当热流密度小于24.06×106W/m2时，熔覆层内形成细长的枝状晶。当热流密度在36.09×106W/m2～39.82×106W/m2范围变化时，熔覆层内形成以胞状、枝状为主要强化相的多晶体混合组织。当热流密度大于44.11×106W/m2时，熔覆层组织形成稳态的块状结构。不同热流密度下熔覆层的物相组织均由Fe3W3C、Co3W3C、Mo3Co3C、W2C、WC、Cr3Mo、(Cr，Fe)7C3和多种间隙化合物组成。结论当第n道熔覆层制备完成后，受到后续第n+1道熔覆层制备时的热流密度影响较大，而此后道次的影响较小。熔覆层内部组织形态随着热流密度的增加从细长的枝状晶向胞状晶转变，再逐渐形成稳态块状晶。熔覆层内各位置的显微硬度值随着热流密度的增加而先增大随后逐渐减小。较大的热流密度会导致基材参与熔覆的质量增加，但降低了基材的抗弯曲强度，加大了熔覆层及基材断裂的可能性。热流密度为36.09×106W/m2时，是一组较为理想的工艺参数选则。

关键词：激光熔覆热流密度 WC/Co陶瓷熔覆层显微组织高速钢刀具多道熔覆

三芯电缆中间接头压接缺陷多物理场及温度梯度场分析

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同方期刊数据库

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高电压技术 2024年第4期50卷 1769-1780页

作者：徐翀王鹏博杨帆卢旭李星田杰输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学电气工程学院) 重庆400044 国网能源研究院有限公司北京102209 南方电网深圳供电公司深圳518000

为解决传统电缆中间接头压接缺陷识别温度敏感性差、环境影响因素多、设备检测精度低等问题,提出了一种基于温度梯度矢量分析的电缆中间接头缺陷识别方法。通过对10 kV三芯电缆开展多场耦合计算,采用矢量分析方法获得了电缆中间接头的... 详细信息

为解决传统电缆中间接头压接缺陷识别温度敏感性差、环境影响因素多、设备检测精度低等问题,提出了一种基于温度梯度矢量分析的电缆中间接头缺陷识别方法。通过对10 kV三芯电缆开展多场耦合计算,采用矢量分析方法获得了电缆中间接头的温度梯度场和热流密度分布矢量图,形成了电缆中间接头温度梯度场分布规律。结果表明:电缆中间接头表面温度梯度主要受x方向(电缆径向)温度梯度的影响;正常接头表面温度变化率不超过16.6%,其表面温度梯度变化率达49.8%;缺陷接头表面温度变化率不超过21.8%,其表面温度梯度变化率达57.8%,温度梯度场相较温度场有更高的检测灵敏度。开展电缆中间接头温度梯度场分析研究,对电缆接头致热型缺陷运维效率提升有积极意义。

关键词：电缆中间接头矢量分析温度梯度热流密度运维效率

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微重力单气泡沸腾实验研究

工程热物理学报 2023年第8期44卷 2136-2143页

作者：刘鹏杜王芳赵建福李会雄中国科学院力学研究所国家微重力重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

基于SJ-10返回式科学实验卫星单气泡沸腾(SOBER-SJ10)实验装置正交双CCD观测系统特征,开发了基于双目视觉算法的图像分析方法,对空间微重力环境单气泡沸腾实验模式下气泡生长过程进行了定量分析。基于加热面局部温度测点数据,分析了微... 详细信息

基于SJ-10返回式科学实验卫星单气泡沸腾(SOBER-SJ10)实验装置正交双CCD观测系统特征,开发了基于双目视觉算法的图像分析方法,对空间微重力环境单气泡沸腾实验模式下气泡生长过程进行了定量分析。基于加热面局部温度测点数据,分析了微重力单气泡生长过程中底部温度和热流密度的演化特征。微重力条件下,气泡底部接触线区域维持了高效的相变换热,通过底部接触线区域的蒸发-顶部气液界面的冷凝维持了微重力单气泡沸腾传热。图像与科学数据分析结果,包括微重力条件下单个气泡生长过程中气泡形态演化特征与生长气泡底部局部传热等数据,不仅揭示了微重力沸腾传热性能得以维持的细观机制,也为进一步发展沸腾气泡模型提供了可资校验的实测数据。

关键词：单气泡沸腾实验微重力表观接触角热流密度实践十号返回式科学实验卫星

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塔式太阳能吸热器表面热流密度预测及优化

太阳能学报 2023年第12期44卷 136-142页

作者：张俊峰彭怀午田家铭陈康王跃社中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司西安710065 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室西安710049

以塔式太阳能聚光集热系统为研究对象,耦合蒙特卡洛光线追踪法和卷积法,通过综合考虑定日镜阴影和遮挡因子以及反射光束对热流密度的影响,建立一种精度高、计算量小的吸热器表面热流密度分布预测数学模型,获得考虑光线遮挡、余弦损失、... 详细信息

以塔式太阳能聚光集热系统为研究对象,耦合蒙特卡洛光线追踪法和卷积法,通过综合考虑定日镜阴影和遮挡因子以及反射光束对热流密度的影响,建立一种精度高、计算量小的吸热器表面热流密度分布预测数学模型,获得考虑光线遮挡、余弦损失、溢出损失及大气衰减等因素时单定日镜及全镜场下的光迹追踪路线及热流密度分布规律。并根据镜场光学效率与镜面所处的位置关系提出一种镜场布局优化方式。优化后12:00时镜场的光学效率从43.5%提高到45.6%,日平均光学效率提高约2%,太阳热流密度分布更加均匀。

关键词：塔式太阳能热发电光线追踪法卷积法太阳能光学效率热流密度

烟气再循环对660MW二次再热塔式锅炉燃烧和传热特性影响的数值模拟研究

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中国电机工程学报 2023年第18期43卷 7150-7159页

作者：董凌霄姚峤鹏靳晓灵邓磊车得福动力工程多相流国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049

为给二次再热锅炉设计优化及运行调温提供参考,该文通过数值计算对某660MW二次再热四角切圆塔式锅炉进行研究分析,采用用户自定义函数预测CO对NO_(x)的降低效果,研究烟气再循环对燃烧和传热特性的影响。结果表明,在炉膛上部受热面3种建... 详细信息

为给二次再热锅炉设计优化及运行调温提供参考,该文通过数值计算对某660MW二次再热四角切圆塔式锅炉进行研究分析,采用用户自定义函数预测CO对NO_(x)的降低效果,研究烟气再循环对燃烧和传热特性的影响。结果表明,在炉膛上部受热面3种建模方式中,将其简化成平面是最优的。再循环烟气可提高煤粉颗粒的燃尽率。烟气再循环会缩小燃烧器高温区(1565~1700K)范围,提高过热器出口温度。当烟气再循环倍率从0%增加到20%,炉内氧浓度和冷灰斗区域的CO浓度均降低,低温过热器出口NO_(x)浓度从143.69降至94.07mg·m^(-3)(6%O_(2)),水冷壁吸热量占锅炉总吸热量比值降低3.50%,但再热器、过热器和省煤器分别增加2.53%、2.13%和0.54%。在炉膛中心线两侧热流密度分布呈近似对称的特点,主燃区热流密度达到330kW·m^(-2)。烟气再循环技术使水冷壁吸热能力降低,高热流密度区域缩小,提高了锅炉的安全性。

关键词：二次再热数值模拟烟气再循环燃烧传热特性受热面建模方式热流密度

热流密度及充灌率对板式蒸发器环路热管运行特性影响的实验研究

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工程热物理学报 2020年第8期41卷 2020-2024页

作者：张伟龙魏新利孟祥睿杨凌晓李展赵玲华叶松郑州大学化工与能源学院郑州450001 热能系统节能技术与装备教育部工程研究中心郑州450001

本文实验研究了不同热流密度对板式蒸发器环路热管系统运行特性的影响,同时研究了充灌率对蒸发器上盖板温度及系统热阻的影响。结果表明:此板式蒸发器环路热管系统在0.2~1 W/cm^2热流密度范围内均可稳定运行,蒸发器整体温度随着热流密... 详细信息

本文实验研究了不同热流密度对板式蒸发器环路热管系统运行特性的影响,同时研究了充灌率对蒸发器上盖板温度及系统热阻的影响。结果表明:此板式蒸发器环路热管系统在0.2~1 W/cm^2热流密度范围内均可稳定运行,蒸发器整体温度随着热流密度的增加而升高,热阻随热流密度的增加而降低;实验条件下,充灌率为55%时,系统蒸发器上盖板温度及热阻达到最低值,此时系统的传热能力达到最强,系统的最优充灌率为55%。

关键词：板式蒸发器热流密度充灌率热阻

风电机组中两级齿轮传动系统动态温度响应与实验研究

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太阳能学报 2022年第1期43卷 116-124页

作者：乔帅周建星章翔峰王成龙申勇新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830047 重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044

为研究风电机组齿轮传动系统的动态温度场分布特性,以SQI风电机组传动系统实验平台中两级定轴齿轮箱为研究对象,综合考虑齿轮时变啮合刚度和轴承时变刚度对系统影响,采用有限元法并计入轴系柔性建立两级平行轴齿轮箱的齿轮-轴-轴承耦合... 详细信息

为研究风电机组齿轮传动系统的动态温度场分布特性,以SQI风电机组传动系统实验平台中两级定轴齿轮箱为研究对象,综合考虑齿轮时变啮合刚度和轴承时变刚度对系统影响,采用有限元法并计入轴系柔性建立两级平行轴齿轮箱的齿轮-轴-轴承耦合系统动力学模型。依据传热学原理对热传导,对流换热等参数进行分析,运用有限元法对系统动态温度场进行求解并与实验结果对比验证,验证该模型对系统动态温度场分析的有效性,探究多种工况下不同系统激励与系统温升的关系。结果表明:负载在高速时对系统温度响应影响更为明显,系统在连续增速过程中,温度响应呈平稳增大趋势,当系统扭转共振时,温度响应急剧增大,轴系弯曲共振对温度响应影响不大。

关键词：风电机组有限元热分析温度场热流密度对流换热系数

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层流等离子体射流冲击基板的流动与传热特性

工程热物理学报 2022年第9期43卷 2501-2511页

作者：宋文杰余德平张斌彭科铭吴淦炀四川大学机械工程学院成都610065

层流等离子体射流冲击基板是等离子体喷涂、等离子体表面处理等典型制造工艺中的关键共性过程,但其涉及的流动和传热特性尚未完全揭示,使得工艺参数的确定缺乏依据。本文根据电信号分析了氮氩混气层流等离子炬的弧压和功率特性,再结合... 详细信息

层流等离子体射流冲击基板是等离子体喷涂、等离子体表面处理等典型制造工艺中的关键共性过程,但其涉及的流动和传热特性尚未完全揭示,使得工艺参数的确定缺乏依据。本文根据电信号分析了氮氩混气层流等离子炬的弧压和功率特性,再结合图像分析方法研究了层流等离子体射流的流动特性,最后结合相变硬化法研究了射流撞击基板的传热特性。结果表明:增加电弧电流会少量增加发生器的实际输出功率和射流的速度和温度,略微减少空气的夹带和增加射流高温区长度,但传输到基板的热能变化不大,总的传热效率降低;增加气流量和氮气比例可以大幅提高射流的功率,提高射流出口的速度和温度,减少空气的夹带,增大高温区的半径和长度,提高传输到基板的热流密度和总的传热效率,除此之外,改变工作参数对热影响区半径的影响不大。

关键词：层流等离子体束射流冲击传热特性热流密度

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新型树脂基复合材料引射因子测试

北京航空航天大学学报 2023年第11期49卷 2960-2967页

作者：王丽燕陈伟华蒋云淞张晗翌陈智铭徐芸中国运载火箭技术研究院空间物理重点实验室北京100076 中国航天空气动力研究院北京100076

通过合理设计对比模型,提出一种新型树脂基复合材料引射因子测试方法,针对新型树脂基复合材料开展电弧风洞试验,获得树脂基材料有热解气体引射和无热解气体引射时壁面热流密度,研究树脂基材料在特定热环境条件下的引射效应,获取能够评... 详细信息

通过合理设计对比模型,提出一种新型树脂基复合材料引射因子测试方法,针对新型树脂基复合材料开展电弧风洞试验,获得树脂基材料有热解气体引射和无热解气体引射时壁面热流密度,研究树脂基材料在特定热环境条件下的引射效应,获取能够评价新型树脂基材料引射效应的引射因子。结果表明:试验状态下,石英酚醛复合材料炭化速度大于石英杂化酚醛复合材料;石英酚醛复合材料引射因子约为0.825,在实际设计中此类材料需要考虑引射效应对表面热流的影响;石英杂化酚醛复合材料引射因子约为1,热解气体引射产生的热阻塞效应基本可以忽略。

关键词：新型树脂基复合材料引射效应引射因子热流密度试验测量