Al_2O_3-H_2O纳米流体冻结过程的数值模拟和试验研究

纳米流体作为强化换热介质,是目前的研究热点,但关于其相变过程的研究较少。利用当量比热法,在COMSOL有限元模拟软件中对质量分数为5%,不同粒径(10、20、50、100、500nm)的Al2O3-H2O纳米流体和去离子水的冻结过程进行数值模拟,并将模拟结果和试验结果进行了对比。二者具有较好一致性,表明烧杯中心和壁面附近的温度变化趋势有较大区别,中心处的温度变化更能反映样品的冻结过程;当质量分数为5%时,Al2O3-H2O纳米流体的相变时间与去离子水相比较短,且纳米流体的相变时间随Al2O3粒径的增大而增加。     

匀相沉淀法制备纳米Al_2O_3粉末

介绍了一种以工业用 NH4 Al(SO4 ) 2 · 1 2 H2 O和 NH4 HCO3为原料采用匀相沉淀法制备纳米 Al2 O3粉末的新工艺 ,并研究了沉淀剂 NH4 HCO3的滴加速度、醇洗、表面活性剂等因素对Al2 O3粒径的影响。研究结果表明 ,该工艺制备的粉体粒度均匀、平均粒径小于 2 5nm。     

新型百叶窗翅片对流换热特性研究

百叶窗翅片广泛应用在紧凑式换热器中,基于传统矩形百叶窗结构,提出两种新型矩/梭形百叶窗翅片,利用FLUENT软件对不同结构的百叶窗翅片流场、温度场进行模拟分析,对比不同结构百叶窗翅片的传热和阻力特性。研究表明,由于流道变截面的影响,使得梭形百叶窗和矩/梭形百叶窗有较高流速的流体冲刷加热管壁面,从而梭形百叶窗和矩/梭形百叶窗传热效果增强,其综合性能均优于矩形百叶窗,矩/梭（2/1）形百叶窗传热j因子相对较高,综合性能较好。     

小尺度圆形通道内流动换热特性试验研究

对圆形细通道流动与换热特性进行了试验测量,着重考察了通道几何参数(直径、长度)对其流阻系数和换热系数的影响规律,试验中雷诺数Re范围为500～5000.研究结果表明:通道直径越小,通道内流体的流阻系数越大,换热系数越大;通道长度越长,通道内流体的流阻系数越小.这将为圆形细通道的应用提供参考.     

化学沉淀法制备纳米Al_2O_3粉体中的反团聚研究

以工业用 NH4Al( SO4) 2 · 1 2 H2 O和 NH4HCO3为原料 ,采用化学沉淀法制备纳米Al2 O3粉体。研究了 p H值、乙醇、表面活性剂等因素对 Al2 O3粒子尺寸的影响 ,并探讨了几种反团聚的机理及效果。     

超临界CO2水平管内换热的实验研究

对超临界二氧化碳在水平管内的对流换热与压降特性进行了实验研究。结果表明,入口压力、CO2质量通量密度和冷却水质量通量密度对换热性能有很大影响,而入口温度和浮升力对换热性能无明显影响。实验还发现入口压力和CO2质量通量密度对压降有较大影响。并将实验结果和4个超临界二氧化碳换热关联式做了比较,分析发现Krasmochekov-Protopopov关联式与实验结果吻合较好。     

管内流体换热性能测试系统

设计了一种测试流体(煤油)管内换热性能的实验系统.该实验系统包括了循环系统、加热系统、冷却系统、增压系统、测量系统(流量测量、压力测量、温度测量)和数据采集系统,各部分做了详细的说明,对其测试原理也作了说明.流体进、出口温度以及预热段流体进口温度都用铠装热偶测量.预热段和实验段都采用电加热方法加热(采用低电压、大电流加热).预热段和实验段都均匀布置20个热电偶测量管外壁温度,电加热管内壁温可通过龙格一库塔方法由外壁温和加热功率求得.该系统也可以用来测量其它流体管内换热性能,还可以用来测量流体的比热;还可以测量流动压降和摩擦阻力系数.     

铜纳米流体的制备及微流动特性研究

采用混合法配制了铜纳米粒子质量分数分别为1%和2%的铜-水纳米流体,通过添加相同质量分数的十二烷基苯磺酸钠分散剂并施加超声振动,使纳米流体的粒子稳定悬浮时间达30~40h。实验研究了所配制的纳米流体在压力驱动下流经直径分别为25μm和50μm的不同长度微圆管道的流动特性,并与蒸馏水流动特性及理论估算值进行了对比,发现纳米流体流量-压力特性基本呈线性关系,与理论估算值存在一定偏差,这主要是由尺度效应等所致。     

热处理对等离子喷涂Al_2O_3-13%TiO_2涂层结合强度的影响

在Q235钢基体上等离子喷涂NiCrAl粘结层和Al2O3-13%TiO2工作层,并在300～900℃对涂层进行大气、真空及氩气环境下的热处理,借助OM、SEM、XRD以及电子万能试验机等研究了加热温度、保温时间以及热处理气氛对涂层显微结构和结合强度的影响。结果表明:气氛对涂层结合强度的影响较小,保温时间的影响较大,加热温度的影响最显著;适当的热处理可以减小微裂纹尺寸,提高涂层的结合强度;经500℃保温6 h真空热处理的涂层与原始涂层相比,可以使其结合强度提高62.5%,达到31.2 MPa。     

Al2O3陶瓷薄片CO2连续激光弯曲试验研究

脆性材料的激光弯曲成形技术是激光快速成形技术的重要应用,有着广阔的应用前景。本文通过改变激光功率、扫描速度等工艺参数,利用CO2连续激光对氧化铝陶瓷薄片进行弯曲试验,同时引入线能量密度来寻求适合弯曲的最佳工艺参数,并结合氧化铝陶瓷的高温性能分析了其激光弯曲特点。试验结果表明：采用CO2连续激光可以对氧化铝陶瓷薄片进行弯曲,弯曲角度可达2°;氧化铝陶瓷的激光弯曲过程具有强烈的温度敏感性,当试样表面温度大于临界温度时,弯曲角度迅速增加;适合弯曲的最佳线能量密度范围为17～24 J/mm 。     

不同氧化物对钛-铝系原位合成Al_2O_3晶须的影响

以钛粉、铝粉为基本原料,并分别添加两种氧化物通过原位反应在钛-铝基内合成Al2O3晶须;采用XRD和SEM等手段研究了不同氧化物对原位合成Al2O3晶须的影响。结果表明:添加Nb2O5后所得的晶须短而粗,约在1 100℃才能形成大量的晶须;添加TiO2后,约在890℃便可以原位合成大量的晶须,晶须长而直,表面光滑,长径比较好,但当温度过高(1 040℃)时,形成了粗糙的不规则柱状粗纤维。     

热喷涂A1_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层滑动磨损特性研究

本文利用环块磨损试验机在不同载荷下对热喷涂Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层的滑动磨损特性进行了研究,结果表明热喷涂Al_2O_3-TiO_2复合陶瓷涂层干摩擦和水润滑时的磨损量均随载荷的增加而增大.利用扫描电镜观察了磨损表面形貌并用能谱分析了磨损表面成分,结果表明干摩擦情况下在低载和高载时其磨损机理有所不同:低载时主要为钢轮对涂层的涂抹及陶瓷涂层的剥落,高载时主要为陶瓷涂层的断裂剥落;水润滑情况下的磨损机理与低载干摩擦时相类似,主要为涂抹及剥落.     

Al2O3-TiC陶瓷刀具切削铸铁缸套的磨损机理的研究

讨论了Al2O3-TiC复合陶瓷刀具切削HT200缸套的试验过程.缸套为离心铸件,切削性能较差;由扫描电镜对刀具的磨损形态进行观察,分析了刀具磨损特征及磨损机理.试验表明:刀具磨损机理主要为冲击磨损、磨粒磨损、扩散磨损等.     

润滑条件对Al_2O_3基陶瓷材料摩擦磨损性能的影响

本文对Al2O3基陶瓷材料/45＃钢摩擦副的摩擦系数与45＃钢/45＃钢的摩擦系数作了对比滑动摩擦试验研究,观测分析了Al2O3基陶瓷材料磨痕形貌,并就干摩擦,油润滑状态下Al2O3基陶瓷材料的磨损机理进行了分析。结果表明,分别在干摩擦和20＃机油润滑下,Al2O3基陶瓷材料/45＃钢的摩擦系数均比45＃钢自配副时的低。在干摩擦条件下,Al2O3基陶瓷材料的磨损机理是脆性微剥落和磨粒磨损,油润滑条件下,该材料的磨损机理是脆性脱落和耕犁,但磨损量小于干摩擦条件下的磨损量,说明油润滑对Al2O3基陶瓷材料有明显的减磨作用。     

反应合成法制备Al_2O_3/Al复合材料

采用搅拌方法加入 Cu O粉末与 Al液进行原位反应 ,并用铸造工艺成功制备了 Al2 O3 /Al复合材料。试验结果表明 :Cu O粉末与 Al液能原位反应生成 Al2 O3 ,反应有一较长的孕育期 ,生成的 Al2 O3 细小且均匀分布在 Al基体上 ,具有强烈的增强效果 ,复合材料的硬度远高于基体材质     

Al2O3—ZrO2陶瓷涂层的高温摩擦反应膜研究

选用三种ＺｒＯ２含是不同的Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２热喷涂涂层与铸铁匹配，在不同润滑油润滑条件下进行高温实验研究，结果表明陶瓷涂层表面亦有较强的化学活性，Ａｌ２Ｏ２－ＺｒＯ２陶瓷涂层与矿物油有较好配伍性，高温摩擦条件下生成减以应膜。