Optimization of the Water-Cooled Structure for the Divertor Plates in EAST Based on an Orthogonal Theory

An orthogonal experimental scheme was designed for optimizing a water-cooled structure of the divertor plate.There were three influencing factors:the radius R of the watercooled pipe,and the pipe spacing L₁ and L₃.The influence rule of different factors on the cooling effect and thermal stress of the plate were studied,for which the influence rank was respectively R>L₁>L₃ and L₃>R>L₁.The highest temperature value decreased when R and L₁increased,and the maximum thermal stress value dropped when R,L₁ and L₃ increased.The final optimized results can be summarized as:R equals 6 mm or 7 mm,L₁ equals 19 mm,and L₃ equals 20 mm.Compared with the initial design,the highest temperature value had a small decline,and the maximum thermal stress value dropped by 19%to 24%.So it was not ideal to improve the cooling effect by optimizing the geometry sizes of the water-cooled structure,even worse than increasing the flow speed,but it was very effective for dropping the maximum thermal stress value.The orthogonal experimental method reduces the number of experiments by 80%,and thus it is feasible and effective to optimize the water-cooled structure of the divertor plate with the orthogonal theory.     

沉积气压对氮化钒(VN)涂层微结构及其性能的影响*

为研究沉积气压对VN涂层力学性能和摩擦性能的影响,采用离子镀制备VN涂层,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等设备检测VN涂层的物相结构、表面形貌,采用划痕仪测试基体与涂层的膜基结合力,采用摩擦磨损试验机测试涂层的摩擦因数。结果表明:随着沉积氮气气压的升高,VN衍射峰强度逐渐增强,具有(200)晶面择优取向,表面平整度高;随着沉积氮气气压变化,涂层显微硬度和膜基结合力呈抛物线变化趋势,在氮气气压为1.0 Pa时,涂层硬度最高为HV2284,结合力最大为45 N,并具有稳定的摩擦因数,平均摩擦因数为0.85。通过调控沉积气压,多弧离子镀技术可以制备出性能更优越的VN涂层。     

不同润滑状态下游离水对点接触油润滑润滑性能的影响*

为研究水污染对润滑油性能的影响,通过点接触光干涉试验得到充分供油、轻微乏油及严重乏油3种润滑状态下的油膜光干涉图和膜厚形状曲线,研究游离水对接触区油润滑润滑性能的影响。结果表明:在充分供油条件下,游离水对点接触润滑油膜厚度的影响不大,主要影响中心膜厚;在乏油润滑状态下,游离水对点接触润滑油膜厚度有增益效果;但3种润滑状态下,游离水都会使气穴区边界变得模糊不清,提高了油润滑的弹流润滑性能。     

组合变截面涡旋膨胀机的几何模型研究

从组合变截面涡旋膨胀机的几何模型入手,论述了构成涡旋膨胀机的涡旋齿各类型线的发展历史,简述了涡旋膨胀机的工作原理,分析了变截面涡旋膨胀机组合型线的构成以及利用分段法求解了不同运行时刻各工作腔腔体的解析表达式,最后利用图示法展示各工作腔腔体容积的变化规律,为后期变截面涡旋膨胀机几何模型的研究奠定了基础.     

胶层脱粘对金属胶接修理后剩余强度的影响研究

本文主要研究了胶层脱粘对金属平板复合材料补片胶接修理后拉伸剩余强度的影响。首先根据补片下方剪应力分布解析公式,将胶接修理区域划分为脱粘安全区和脱粘影响区,然后进行了金属平板结构胶接修理的剩余强度试验以研究胶层脱粘的影响,并验证理论分析结果。结果表明:在脱粘安全区内,胶层自身不参与承载,胶层脱粘对金属平板结构的拉伸剩余强度没有影响;而在脱粘影响区内,出现的胶层脱粘会对金属平板结构的拉伸剩余强度产生影响。     

交错并联反激式三电平逆变器

传统Flyback逆变器应用在高电压、大功率场合时常会存在电压应力过大等问题。为此,在传统反激逆变器拓扑中引入二极管箝位多电平技术,提出了一种交错并联反激式三电平逆变器。分析了该拓扑的工作原理,推导了输入与输出的关系,并分析了该逆变器的外特性,给出了电路中主要参数的计算方法。仿真和实验结果验证了所提拓扑的可行性。     

新型轴承钢的始锻和终锻温度优化

为优化锻造工艺以提高新型含锶轴承钢的性能和使用寿命,采用不同的始锻温度和终锻温度进行了新型含锶轴承钢的锻造成形,并进行了耐磨损性能和热疲劳性能的测试与分析。试验结果表明:随始锻温度从1120℃增加至1240℃、终锻温度从900℃增加至975℃,新型含锶轴承钢的耐磨损性能和热疲劳性能呈现先增强后弱化的变化趋势。适当增加锻造温度可提高轴承钢试样的耐磨损性能,磨痕的宽度和深度均变浅,磨损量变小,还能阻碍裂纹的萌生和发展。从提高新型含锶轴承钢试样的耐磨损性能和热疲劳性能出发,其锻压工艺优选始锻温度为1180℃、终锻温度为950℃。     

一种Al-Ti-B中间合金组织形貌定量分析方法

提出了一种Al-Ti-B中间合金组织形貌定量分析的方法,主要是基于Image J对Al-Ti-B中间合金中TiAl_3相的粒度、形状、均匀程度的定量描述来实现对Al-Ti-B中间合金组织形貌进行定量评价,绘制出TiAl_3相的轮廓并求得其粒度;通过TiAl_3相的面积与"包络图形"面积的比值来定量评价其形状;同时提出一种描述粒子均匀程度的方法,并基于Matlab来绘制粒子与其对应节点的距离的分布情况。最后基于SPSS对通过上述方法得到的TiAl_3相的粒度、形状、均匀程度的定量表述与模具热导率进行相关性分析。     

P110油管钢在含S元素和CO_2模拟油田地层水饱溶液中的腐蚀行为研究（英文）

随着对油气资源需求量的高速增长,高含硫油气藏不断被开发,由于元素硫、CO_2、以及地层水等多腐蚀因素的耦合作用,带来了高的油套管腐蚀风险。通过浸泡试验和电化学试验研究了P110油管钢在含元素硫和CO_2的模拟油田地层水中的腐蚀行为。结果表明,随着温度升高,促进了硫化亚铁的形成,P110油管钢的腐蚀速率增大,并发生了严重的局部腐蚀。然而,温度在不同的范围内的影响是不同的,这主要是由于不同的腐蚀控制因素,如低温下受二氧化碳控制,而高温下主要受元素硫控制。最后,基于这些结果讨论了元素硫和二氧化碳的耦合效应。     

抗冲共聚聚丙烯2500H/聚甲醛MC90合金性能的研究

采用熔融共混的方式制备了聚丙烯/聚甲醛(PP/POM)合金。研究了POM加入量对PP/POM合金熔体质量流动速率的影响。通过力学性能测试、DSC和SEM分析,对PP/POM合金的性能进行了系统的研究。结果表明,当POM的加入量为5%时,PP/POM合金的冲击强度和弯曲模量最好。SEM显示,以粉料形式混合更有利于提高PP/POM合金的力学性能。