仿生表面的离心风机叶轮抗冲蚀性能研究

目的 针对传统方法对提高离心风机叶轮抗冲蚀性能效果不显著的问题,从仿生学角度出发,对基于沙漠红柳优异抗冲蚀机理的仿生离心风机叶轮抗冲蚀性能进行了研究.方法 对沙漠红柳、垂柳树皮进行顺纹拉伸和冲蚀试验,定性定量分析沙漠红柳抗冲蚀磨损性能.基于对沙漠红柳树干、树枝体表形态表征测试,建立仿生表面模型,并利用Fluent对其进行数值模拟,比较分析不同仿生表面模型的冲蚀磨损性能及机理.参照ASTM-G76-83标准,设计制造离心风机冲蚀磨损试验装置.并基于有限元仿真结果和风机叶轮冲蚀性能的可视化研究,优化并制造离心风机仿生叶轮,对其进行冲蚀试验,评价分析各试验因素对叶轮冲蚀性能的影响.结果 沙漠红柳树皮弹性模量(509.17 MPa)大于垂柳树皮弹性模量(313.19 MPa),沙漠红柳冲蚀磨损量最大值(21.6 mg)小于垂柳冲蚀磨损量的最小值(24.1 mg),表明沙漠红柳具有较优的抗冲蚀性能.进一步观测沙漠红柳树皮形貌,发现其体表分布有大量的凹槽和凸包等特殊形态,通过模拟发现,这些特殊形态相较于光滑表面,可有效降低粒子对表面的冲蚀磨损量.基于对样件的冲蚀试验发现,影响叶轮冲蚀性能的主次因素依次为:单元形态、间距、特征尺寸.最优样件组合为:V形槽、间距2 mm、特征尺寸4 mm.结论 沙漠红柳树皮具有优异的抗冲蚀性能,这与其体表特殊形态紧密相关.基于沙漠红柳体表特殊形态设计的仿生离心风机叶轮较光滑叶轮,具有优异的抗冲蚀性能,经测试发现,最优组合样件的抗冲蚀性能较传统的光滑件提高了28.97％.     

氮分压对CrNx薄膜相结构与力学性能的影响

ＣｒＮｘ 薄膜具有很高的硬度和耐磨性 ,其高温抗氧化性和耐腐蚀性优良 ,不但可作为耐磨涂层用于工模具和切削工具的表面强化 ,而且在表面防腐和装饰等许多工业领域也有重要用途[1] 。同已经得到广泛工业应用的ＴｉＮ薄膜相比 ,ＣｒＮｘ 薄膜的硬度更高 ,而且具有比ＴｉＮ更好的耐腐蚀性能[2 ] 。ＣｒＮｘ 薄膜溅射产额比较高 ,有利于大批量的工业生产 ,更具有实用价值[3 ] 。ＣｒＮｘ 薄膜采用ＳＰＣ 35 0多功能磁控溅射仪制备。在射频阴极 (ｒ .ｆ.)上安装纯Ｃｒ靶 (99 99% )作为溅射材料 ,高速钢基片经 1μｍ金刚石研磨膏抛光后 ,用丙酮…     

剩余污泥蒸汽爆破处理工艺优化

以溶解性COD(SCOD)为指标,对剩余污泥蒸汽爆破(汽爆)处理工艺进行优化研究。基于单因素试验,采用响应面法确定了汽爆处理最优工艺条件:汽爆压力1.50 MPa,维压时间245 s,污泥含水率40%。在此条件下,SCOD实际测定值为(71.86±1.15) g/kg,与未蒸汽爆破污泥样品相比,SCOD提高了482.33%。SCOD响应面分析模型预测值为72.25 g/kg,模型预测值与实际测定值接近,建立的模型具有实际指导意义。     

力学探针在材料选区力学性能测量上的应用

介绍了力学探针的工作原理，并通过对不同应力状态下弹簧钢力学性能和TiN硬质薄膜力学性能的测量实例，展示了力学探针技术在材料选区力学性能评价上所具有的明显优势和广阔的应用前景。     

仿生形态表面气固冲蚀磨损性能

根据试验优化设计理论,利用L27(313)三水平正交表设计试验,对具有凹坑形、凹槽形、圆环形仿生形态表面的试件进行冲蚀磨损试验研究,运用极差分析处理试验数据,得到三种表面形态试件的冲蚀率与各试验因素之间的关系。结果表明:试验因素对冲蚀率的影响程度由大到小依次为砂子目数、转速、喷砂量、形态;冲蚀率随着目数、转速的增大而增大;所有一级交互作用中,形态和喷砂量之间的交互作用对冲蚀率的影响最大,目数和转速之间的交互作用对冲蚀率的影响最小。     

精细化学品脱除AS流程含氨生产水中氨氮的研究

笔者选取一种精细化学品处理AS流程含氨生产水,采用“空气吹脱法”对武钢焦化厂AS流程中含氨生产水进行氨氮脱除,研究了反应温度、pH、反应时间、精细化学品的投加量等因素对氨氮去除效果的影响,得出最佳反应条件,提高了脱氨氮效率,从而为焦化废水处理提供新的有效途径。     

材料力学性能的微压入测试方法

介绍了材料微压入测试方法的原理和设备,通过对沉积碳,纯铝、高速钢,弹簧钢,单晶硅和镍薄膜的测试结果,展示了这种新测试方法在材料力学性能评价上所具有的明显优势和广阔前景。     

仿生表面形态齿轮的模态分析

在Pro/E中建立了高精度的参数化渐开线直齿圆柱齿轮模型,以工程仿生学和有限元理论为基础,运用MSC.Nastran分析了仿生表面形态齿轮的动力学性能。通过对普通齿轮和仿生表面形态齿轮进行模态分析,分别计算出了其前10阶固有频率和振型。结果表明,与普通齿轮相比,仿生表面形态齿轮各阶最大振幅更小,其固有频率明显降低,且趋势更为平稳,有效地改善了齿轮的动态特性,提高了齿轮的可靠性。     

柔性与形态耦合仿生抗冲蚀三维数值模拟

利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,分别对4种具有不同表面形态(光滑、凹坑形、柔性与光滑耦合、柔性与凹坑耦合)的试件的耐冲蚀性能进行了三维数值模拟,计算出冲蚀磨损过程中等效应力的变化情况,并与试验结果进行了对比.结果表明,数值模拟的试件耐冲蚀顺序依次为:柔形与凹坑耦合>柔形与光滑耦合>凹坑形态>光滑形态,该结果与...