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WC-17Co粉末尺寸对粒子飞行状态与涂层性能的影响分析

刘延宽 , 王志平 , 丁坤英

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.06.012

目的 提高碳化钨涂层的性能.方法 运用Fluent软件进行超音速火焰喷涂焰流的仿真模拟,得出喷涂距离-焰流速度、喷涂距离-焰流温度曲线.采用粒子飞行监测仪对三组不同粒度(粒子平均直径分别为21.72、32.92、42.56 μm)WC-17Co粉末在超音速火焰喷涂过程中的飞行状态进行监测,并得出喷涂距离-速度、喷涂距离-温度曲线,揭示喷涂过程中焰流速度、温度对粒子速度和温度的影响.通过扫描电镜观察分析不同粒度WC-17Co粉末撞击镍718合金基体后的扁平化程度,测量不同粒度WC-17Co涂层的孔隙率,比较涂层致密度的差异,同时采用压痕法测量涂层的硬度.结果 WC-17Co粒子飞行速度和温度随喷涂距离的增加呈先增大后减小的趋势,且粒子飞行速度和温度随粉末粒径的增大而减小,根据粉末粒径的不同,其速度峰值在690~810 m/s之间变化,温度峰值在1890~2050℃之间变化.直径越小的粒子撞击基体后的扁平率越高,扁平率在1.94~2.35之间.WC-17Co涂层的孔隙率随粒子直径的增大而升高,涂层的硬度与孔隙率成反比,涂层努氏硬度在1072~1284HK之间.结论 超音速火焰喷涂过程中,碳化钨粉末的飞行速度和温度呈先增大后减小的趋势,且飞行速度和温度与粒子直径大小成反比.碳化钨涂层的致密度与硬度随粒子直径的增大而减小.

关键词: 超音速火焰喷涂 , 碳化钨-17钴 , 焰流特性 , 粒子飞行状态 , 涂层 , 孔隙率 , 努氏硬度

微注塑拉伸试样设计及流动特性分析

王心超 , 王利霞 , 张勤星 , 申长雨 , 李倩

高分子材料科学与工程

微拉伸试样的设计,是成功测试微尺度下力学性能的关键.文中设计了不同厚度微拉伸试样及相应的微注塑模具,分析了模具设计及尺度效应对微拉伸试样充填行为的影响,并研究了工艺参数对不同厚度微试样(0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm)充填行为的影响.短射实验表明,随着微试样厚度减小,在微试样有效拉伸长度内,熔体流动前沿呈现为一维平板流动;4个厚度下,0.5mm厚的熔体流动性明显优于其它3个尺寸.工艺影响实验表明,随注射速度、模具温度、熔体温度工艺参数的增加,熔体流动性增强.

关键词: 微注塑成型 , 微拉伸试样设计 , 流动特性 , 尺度效应

间隙大小对高负荷压气机叶栅流动特性的影响

陈绍文 , 孙士珺 , 韩东 , 徐皓 , 王松涛

工程热物理学报

在低速平面叶栅风洞中,对不同间隙大小条件下的高负荷压气机叶栅流动特性进行了实验研究.实验采用五孔气动探针测量了叶栅出口截面参数,得到了该截面的二次流速度矢量分布,并对叶栅下端壁和叶片表面进行了墨迹流动显示.结果表明,叶顶间隙的增加加剧了间隙泄漏流动与通道涡的相互作用和掺混,导致叶栅流道内的二次流结构和形态发生改变;增加叶顶间隙可完全抑制吸力面角区分离,但被间隙泄漏流动带走的低能流体被带到尾缘及其下游位置,加剧了相应位置的流动分离;间隙泄漏流动将引[起叶栅总损失的显著下降,损失的大小并不一定与间隙大小成正比.

关键词: 航空、航天推进系统 , 压气机叶栅 , 间隙 , 流动特性 , 实验研究

附面层吸除对带间隙的高负荷压气机叶栅流动特性影响的实验研究

孙士珺 , 陈绍文 , 韩东 , 徐皓 , 王松涛

工程热物理学报

将附面层吸除技术应用于带间隙的高负荷压气机叶栅中,并在低速平面叶栅风洞里,实验研究了附面层吸除对带间隙的高负荷压气机叶栅流动特性的影响.实验采用五孔气动探针测量了叶栅出口截面参数,得到了该截面的二次流速度矢量分布,并对叶栅壁面进行了墨迹流动显示.结果表明,采用恰当的附面层吸除设置可以大幅改善流动,降低损失;在吸力面附近和间隙内采用附面层吸除(本文的方案1、2和4)都将削弱间隙泄漏流动的动能,从而影响吸力面再附线和端壁分离线的长度和位置,达到对相应区域三维流动分离的控制,并大幅降低总损失,其中方案1的损失下降达到20.8%.

关键词: 高负荷压气机 , 平面叶栅 , 附面层吸除 , 间隙 , 流动特性

过渡流下近壁插入圆柱瞬时流动传热特性研究

许慧 , 王丽娟 , 吴楝华 , 王传杏 , 喜冠南

工程热物理学报

为了进一步探讨过渡流状态下,在近壁面区域插入圆柱对壁面传热强化影响的机理,本文利用基于复合网格系统的计算方法,对过渡流范围内Re=500,圆柱处于最佳插入位置,即C/D=0.6时近壁插入圆柱流场的瞬时传热特性进行数值研究.研究结果表明:在壁面附近插入圆柱能够导致圆柱下游壁面产生涡岛,而涡岛对壁面的洗刷效应正是促使圆柱下游壁面传热增强、摩擦降低的主要原因.

关键词: 过渡流 , 流动特性 , 传热强化 , 复合网格系统

水合物浆体在水平细管中的流动特性研究

叶健 , 张鹏 , 钱文强

工程热物理学报

TBAB水合物浆体是一种有较好应用前景的蓄冷材料,作为空调的载冷剂,可以大幅度降低输送功耗.本文实验研究了质量分数为0~19.2%的TBAB水合物浆体在内径为2.0 mm和4.5 mm圆直管中的流动特性.通过测量水合物浆体的流量和压降得到其流动曲线,采用幂律模型描述浆体的流动特性,得到浆体的本构方程,实验测得的摩擦系数与关联式有较好的吻合.

关键词: 水合物浆体 , 非牛顿流体 , 流变特性 , 摩擦系数

八流一体式中间包的钢液流动特性分析

王晓英 , 俞占扬 , 颜慧成 , 仇圣桃

钢铁研究学报 doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20160172

以单流中间包停留时间分布曲线(RTD曲线)组合模型为基础,充分考虑中间包各流流量对流动特性的影响,提出一个适合多流中间包的RTD曲线分析模型.该模型使中间包各流所对应的短路流、活塞流、混合区及死区的体积分数之和为100%,有效避免了传统组合模型所导致的各流股对应区域的体积分数之和偏大(超过100%)的情况,使之符合客观物理现实.模型选用短路流、活塞流、混合区及死区体积分数的标准差,进行各流流动一致性判断.以此为理论依据,采用水模拟实验,结合正交设计实验方法,确定八流一体式中间包控流装置的最佳组合为:低孔挡墙+低挡坝+盆式湍流抑制器.

关键词: 多流中间包 , RDT曲线 , 控流装置 , 流动特性 , 分析模型

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