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润湿剂应用压力旋流喷嘴雾化特性数值模拟

机械设计与制造 2024年

作者：李海英王烁鑫张军亚董格伦华北理工大学冶金与能源学院

针对雾化法去除微细颗粒粉尘过程中如何增强雾化喷嘴的雾化性能问题，采用Fluent对应用表面活性剂的雾化介质的压力旋流喷嘴雾化特性进行优化。研究基于欧拉-拉格朗日法探讨了三种不同雾化介质溶液（水、质量分数0.05%的十二烷基苯磺酸... 详细信息

针对雾化法去除微细颗粒粉尘过程中如何增强雾化喷嘴的雾化性能问题，采用Fluent对应用表面活性剂的雾化介质的压力旋流喷嘴雾化特性进行优化。研究基于欧拉-拉格朗日法探讨了三种不同雾化介质溶液（水、质量分数0.05%的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十二烷基硫酸钠(SDS)的雾化特性，分析了压力旋流喷嘴雾化压力和介质种类在雾化场中对雾滴索特尔(Sauter)直径的空间分布和单位面积的雾滴数目通量N的影响。结果表明：雾滴轨迹呈空心圆锥状雾炬；SDS较SDBS、水溶液雾化得到的粒径更小，平均SMD粒径可达71.44μm。三种介质轴向距离的雾滴数量通量逐渐减小并趋于平衡，液滴数量通量N可达N=7.58E+09。研究结果可为冶金过程转炉蒸发冷却器、云式除尘器等除尘过程中喷雾压力与雾化介质的选择提供计算和设计基础数据。

关键词：数值模拟雾化特性表面活性剂液滴数量通量

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碳纳米管分散性及功能化表征方法的研究现状

炭素技术 2024年第2期43卷 1-5,70页

作者：张好强吴昱鑫张傲王莉娜侯锁霞华北理工大学河北唐山063210

分析了现有碳纳米管的分散性的表征方法,从平均粒径、光谱、沉降分层时间、电阻、黏度、Zeta电位、显微镜图像等对碳纳米管的分散状况进行了分析,指出了当前碳纳米管分散性能研究中的缺陷和今后的发展方向。

关键词：碳纳米管表征方法分散功能化

稀土Gd对Sn-43.5Bi-27Pb合金组织与性能的影响

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热加工工艺 2024年

作者：王凤芹牛诚超宋卓斐华北理工大学冶金与能源学院

利用扫描电镜（SEM）、差示热分析仪（DTA）、X射线衍射（XRD）等对添加不同Gd含量的Sn-43.5Bi-27Pb合金的微观组织、熔化性能以及力学性能进行了研究。结果表明：Sn-43.5Bi-27Pb合金包含三相，分别为Sn相、Bi相以及Pb7Bi3中间相，其熔... 详细信息

利用扫描电镜（SEM）、差示热分析仪（DTA）、X射线衍射（XRD）等对添加不同Gd含量的Sn-43.5Bi-27Pb合金的微观组织、熔化性能以及力学性能进行了研究。结果表明：Sn-43.5Bi-27Pb合金包含三相，分别为Sn相、Bi相以及Pb7Bi3中间相，其熔点为96.5℃，抗拉强度为55 MPa、伸长率为52.1%。Sn-43.5Bi-27Pb-x Gd（x=0.2、0.5、1.0和4.0）合金的抗拉强度都略低于Sn-43.5Bi-27Pb低熔点合金，x=0.2时合金与Sn-43.5Bi-27Pb合金的相组成相同，x=0.5和x=1.0时合金多了Gd相，x=4.0时合金多了Gd和Bi3Gd5相。随着Gd含量增加，熔化区间逐渐缩小，当Gd含量为1.0wt%时，合金的组织与性能最好，其熔化区间最小，为12.72℃，相比于Sn-43.5Bi-27Pb合金降低了2.48℃，其抗拉强度、伸长率和显微硬度分别为49 MPa、47.5%和29.35 HV。进行先冷轧后时效后，当Gd含量为0.5wt%时，合金组织与性能最优，伸长率相比未先冷轧后时效的提高了50.1%。

关键词：低熔点合金熔化特性微观组织力学性能

基于SVMD的改进BWO-TimeNet短期热负荷预测模型

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广西师范大学学报(自然科学版) 2024年

作者：段沁宇薛贵军谭全伟谢文举华北理工大学电气工程学院华北理工大学智能仪器厂

精准高效的热负荷预测对于保障热力系统稳定运行和合理规划热力资源至关重要。为了提升热负荷预测的准确性，本研究提出了一种基于逐次变分模态分解(successive variational mode decomposition，SVMD)和改进白鲸优化算法(improved Belu... 详细信息

精准高效的热负荷预测对于保障热力系统稳定运行和合理规划热力资源至关重要。为了提升热负荷预测的准确性，本研究提出了一种基于逐次变分模态分解(successive variational mode decomposition，SVMD)和改进白鲸优化算法(improved Beluga whale optimization，IBWO)的TimesNet短期热负荷预测模型。首先，利用SVMD将原始热负荷数据进行分解，去除噪声后得到若干个平稳且有规律的模态分量；其次，根据每个模态分量的特点选择合适的特征作为输入；然后，引入3种策略来改进白鲸优化算法，从而建立IBWO-TimesNet预测模型；最后，通过算例对模型的预测性能进行详细评估。结果表明，SVMD-IBWO-TimesNet模型的MAE、RMSE和R2分别为0.647、1.190和99.1%。与其他主流预测模型相比，该模型具有更高的预测精度。同时，在减少训练样本的情况下，SVMD-IBWO-TimesNet模型仍能有效预测热负荷，具有较强的泛化能力。因此，验证了所提出模型的有效性，为热力系统供热负荷的精准调控提供了参考。

关键词：热负荷预测 TimesNet 逐次变分模态分解白鲸优化算法

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Cu-Fe合金凝固过程中结构变化研究

原子与分子物理学报 2024年 189-198页

作者：王旭锋张真豪高绪锋金雅璇张寒雨李运刚华北理工大学冶金与能源学院

采用分子动力学模拟方法研究了Cu100-XFeX（X=1%、3%、5%）合金在冷却速率为2×1010K/s条件下合金凝固过程.研究表明,Fe含量为1%时,随着合金温度的降低Fe原子始终保持均匀分布的状态,未出现Fe原子聚集现象,晶体结构是以FCC为主的Cu基体... 详细信息

采用分子动力学模拟方法研究了Cu100-XFeX（X=1%、3%、5%）合金在冷却速率为2×1010K/s条件下合金凝固过程.研究表明,Fe含量为1%时,随着合金温度的降低Fe原子始终保持均匀分布的状态,未出现Fe原子聚集现象,晶体结构是以FCC为主的Cu基体,Fe原子以固溶形式存在于基体中. Fe含量为3%时,随着合金温度的降低Fe原子有聚集趋势,但BCC晶体结构占比较小,晶体结构仍是以FCC为主的Cu基体. Fe含量为5%,随着合金温度的降低Fe原子发生明显聚集,最终形成以FCC、HCP晶体类型为主镶嵌Fe原子的Cu基体.研究了Fe团簇的形成过程,结果表明,Fe团簇的形成、长大是一个连续的过程,该过程受形核生长机制控制,不同阶段形成Fe团簇的大小和数量受Fe-Fe原子相互作用力、Fe原子的扩散能力以及Fe团簇与Cu基体间的界面能三个因素共同影响.

关键词： Cu-Fe合金快速凝固晶体结构 Fe团簇

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光学电流互感器的研究现状及发展趋势

激光杂志 2024年第7期45卷 16-22页

作者：贾春荣卓越邸志刚陈佳旗陈志鹏华北理工大学河北唐山063210

传统的电磁感应式电流互感器存在结构庞大复杂、响应速度慢、安全水平低等问题,因而学者们将各种传感技术与光纤相结合,探索在未来能够成为电力系统主要应用的光学电流互感器。随着光电子技术的成熟发展,光学电流互感器应运而生。它具... 详细信息

传统的电磁感应式电流互感器存在结构庞大复杂、响应速度慢、安全水平低等问题,因而学者们将各种传感技术与光纤相结合,探索在未来能够成为电力系统主要应用的光学电流互感器。随着光电子技术的成熟发展,光学电流互感器应运而生。它具有高灵敏度、高集成度、高稳定性和在复杂环境下工作的能力等突出优点。针对光学电流互感器按照原理不同进行分类,对全光纤电流互感器、基于磁致伸缩效应的电流互感器、基于磁光效应的电流互感器、基于热效应的电流互感器的原理、结构、制造技术和信号处理的研究现状进行评述,并对其未来发展趋势进行预测。

关键词：全光纤磁光效应磁致伸缩效应热效应发展趋势

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磷酸钒锂正极材料的制备工艺研究进展

湿法冶金 2024年

作者：郑珑曹卫刚蔡宗英唐振强华北理工大学冶金与能源学院

单斜型磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3，LVP)被认为是最有应用潜力的锂离子电池正极材料之一，具有容量高、安全性好、运用寿命长、低温功能优异等优点，但LVP的电子电导率和离子传导率较低，限制了其发展。介绍了LVP正极材料的结构及其电化学反... 详细信息

单斜型磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3，LVP)被认为是最有应用潜力的锂离子电池正极材料之一，具有容量高、安全性好、运用寿命长、低温功能优异等优点，但LVP的电子电导率和离子传导率较低，限制了其发展。介绍了LVP正极材料的结构及其电化学反应机制，综述了LVP的主要制备方法及其改性研究进展，并对LVP正极材料未来发展方向和应用前景进行了展望。

关键词：磷酸钒锂正极材料锂离子电池制备改性研究进展

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气淬高炉渣珠强化冷却凝固过程数值仿真

中国冶金 2024年

作者：孙瑞靖康月邵宸邢宏伟李学东刘超华北理工大学冶金与能源学院

高炉熔渣强化破碎工艺是利用高速气体混入强化介质将熔渣破碎成渣珠，强化介质的加入能大幅度增大粒化过程中的破碎动能，改善熔渣破碎粒化效果，加速渣珠冷却速率，提高粒化高炉渣珠非晶态含量，改善高炉渣资源化利用价值。以固态粉状... 详细信息

高炉熔渣强化破碎工艺是利用高速气体混入强化介质将熔渣破碎成渣珠，强化介质的加入能大幅度增大粒化过程中的破碎动能，改善熔渣破碎粒化效果，加速渣珠冷却速率，提高粒化高炉渣珠非晶态含量，改善高炉渣资源化利用价值。以固态粉状熔渣作为强化冷却介质研究渣珠凝固换热过程，采用流体力学计算方法建立单颗粒渣珠强化冷却二维模型，探究有冷核渣珠和无冷核渣珠的凝固换热温度场、速度场和压力场差异，研究了不同气流速度、渣珠直径和冷核直径对渣珠完全凝固时间和冷却速率的影响规律。结果表明，气淬高炉熔渣液滴在冷核和外部气流共同作用下冷却凝固，强化冷却介质的加入使冷却速度增加；在直径为2.0 mm、相对速度为20 m/s、加入直径为0.5 mm的冷核条件下，渣珠凝固时间较无冷核缩短0.65 s；完全凝固时间随着气流速度的增加、渣珠直径的减小及冷核直径的增大而缩短；冷却速率随着气流速度的增加、渣珠直径的减小及冷核直径的增大而增大，研究结果可为高炉渣高值资源化利用提供理论支撑。

关键词：高炉熔渣强化冷却数值仿真凝固换热资源综合利用

冷轧压下率对Fe-10Mn-6Al-0.4C钢微观组织及力学性能的影响

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钢铁 2024年第4期59卷 159-167页

作者：李博宇柳昆冯运莉李涛王书桓苏宏东华北理工大学冶金与能源学院河北唐山063210

Fe-Mn-Al-C系中锰钢凭借低密度、高强度及高塑性的优点,具有广阔的应用前景。试验以Fe-10Mn-6Al-0.4C为研究对象,热轧后经700℃退火60 min空冷至室温。随后分别以40%、60%和70%的压下率进行冷轧,经冷轧后在750℃退火30 min空冷至室温。... 详细信息

Fe-Mn-Al-C系中锰钢凭借低密度、高强度及高塑性的优点,具有广阔的应用前景。试验以Fe-10Mn-6Al-0.4C为研究对象,热轧后经700℃退火60 min空冷至室温。随后分别以40%、60%和70%的压下率进行冷轧,经冷轧后在750℃退火30 min空冷至室温。采用SEM和EBSD检测冷轧退火后的微观组织演变,使用万能拉伸试验机测量其力学性能。结果表明,冷轧板显微组织由条带状δ铁素体、马氏体(M)、奥氏体(A)和α铁素体组成。退火板显微组织由α铁素体、奥氏体和条带状δ铁素体组成。随着冷轧压下率的增加,退火板组织呈层状结构,且平均晶粒尺寸、细晶占比和奥氏体相成分占比均呈先降低后增加,而再结晶程度则由69%增加至83.5%,退火板GND密度降低。压下率为60%时,奥氏体中GND密度急剧下降,退火板由细小的等轴状奥氏体、α铁素体和条带状δ铁素体组成,铁素体晶粒尺寸呈双峰分布,屈服强度为818.7 MPa,抗拉强度为962.3 MPa,伸长率为34.3%,强塑积达33.01 GPa·%,获得强度和塑性优异组合。拉伸断口显示,压下率为60%的拉伸断口有着密集细小的韧窝,促进了退火板的伸长率,而压下率为40%和70%都有着不同程度的解理台阶,恶化了伸长率。控制压下率结合短时退火可降低工艺成本前提下形成层状结构,从而提高材料力学性能。

关键词：中锰钢压下率显微组织力学性能轻量化

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