非均匀容积式受限空间油气爆炸超压与火焰特征

设计了20 L非均匀容积式受限空间油气爆炸实验系统,完成了油气在其中的爆炸参数测试实验,获得了超压和火焰参数的变化规律。研究结果表明,超压随时间的变化可分为6个阶段,最大超压为791 k Pa;与20 L标准球形容器相比,非均匀受限空间油气爆炸过程中出现强压力振荡,振荡波峰值随时间的变化可用指数函数描述。火焰强度随时间的变化可分为4个阶段,各阶段火焰形态的变化为:球状蓝色层流火焰→亮黄色火焰→暗红色火焰→火焰熄灭。随着油气初始体积分数的增大,最大超压和平均升压速率呈现出先增大后减小的趋势,最大超压峰值(791 k Pa)和最大平均升压速率(7.4 MPa/s)对应的油气初始体积分数均为1.74%,且最大超压和平均升压速率随油气初始体积分数的变化可分别用二次多项式和三次多项式描述。随着油气初始体积分数的增大,火焰强度也呈现出先增大后减小再增大的变化规律,最大火焰强度为7 300 lux,火焰持续时间呈现出先减小后增大的变化规律,最短持续时间为0.317 s,最大火焰强度和最短持续时间对应的油气初始体积分数均为1.74%。     

高海拔下柴油机燃用含氧燃料的试验研究

为解决高海拔地区因缺氧和燃料燃烧不完全造成的发动机动力下降和燃油消耗率增加的问题,将生物柴油以不同体积分数(5%,10%)掺混到柴油中进行发动机台架试验。通过控制发动机进气压力模拟高海拔条件下含氧燃料的燃烧,考察平原和海拔3 000 m地区不同掺混比例的含氧燃料对发动机性能的影响。结果表明:在平原燃用含氧燃料,发动机功率较燃用纯柴油有所降低,且降幅随生物柴油添加量的增加而增大,同时燃油消耗率上升;在海拔3 000 m地区燃用含氧燃料,发动机功率较燃用纯柴油有所增加,且燃油消耗率下降;不管是在平原还是在海拔3 000 m地区,燃用含氧燃料均能够显著降低HC、CO和碳烟排放,但NOx排放有所增加。     

添加剂CCCW作用下硫铝酸盐水泥固化土耐MgSO_4侵蚀性能及早期强度模型

针对目前水泥固化土耐硫酸镁侵蚀性能研究多基于硅酸盐水泥的现状,以硫铝酸盐水泥固化土为对象,采用外蚀(成型后浸泡)和内蚀(制作时内掺)2种方式制作了试件,探讨了硫铝酸盐水泥固化土在硫酸镁溶液侵蚀下的早期强度发展规律。通过等量替换的方式,研究了水泥基渗透结晶型防水材料(CCCW)占用土质量4%时,其对硫铝酸盐水泥固化土耐硫酸镁侵蚀性能的影响。基于水泥固化土稳固系数理论,分别提出了硫酸镁溶液在2种侵蚀方式下的硫铝酸盐水泥固化土早期强度JM和NM模型,并对模型进行了检验。结果表明:硫铝酸盐水泥固化土在硫酸镁溶液侵蚀下,早期强度呈先上升后下降的趋势,浸泡1~3 d时强度增大较快,在7 d时达到最大,14 d时有较大下降;侵蚀方式对硫铝酸盐水泥固化土早期强度有较大影响,内蚀方式下强度一直呈上升趋势,且较外蚀方式高1~2 MPa;等量替换方式下,CCCW会降低硫铝酸盐水泥固化土强度,但提高了其耐硫酸镁侵蚀性能,MgSO_4溶液质量浓度为1.5~18.0 g/L时,2种侵蚀方式下14 d强度一直呈上升趋势;基于水泥固化土稳固系数的硫铝酸盐水泥固化土早期强度JM和NM模型具有一定的可行性,14 d时间内强度预测值与实测值误差最高分别为7.31%和5.07%。     

煅烧高岭土对磷酸钾镁水泥性能的影响

采用煅烧高岭土等量取代磷酸钾镁水泥(MKPC)的方法研究了煅烧高岭土对MKPC凝结时间、流动度、强度、水化热和早期收缩的影响,并采用X射线衍射仪(XRD)对水化产物进行了分析。结果表明:煅烧高岭土降低了MKPC的凝结时间、流动度和强度,为保证施工时间和良好流动度,其质量分数应控制在10%左右;煅烧高岭土可以降低放热量和放热速率,减少其早期收缩,会影响MKPC的水化过程,但不会影响水化产物的种类和结晶程度。     

超音速微粒沉积Ti-45Al-7Nb-4Cr涂层的摩擦学性能

针对铝合金表面硬度低和易磨损的问题,采用超音速微粒沉积技术在5083铝合金表面制备了Ti-45Al-7Nb-4Cr合金涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对涂层微观形貌和物相组成进行了观察和分析,并对比测试了5083铝合金、Ti-45Al-7Nb-4Cr合金铸锭和涂层的显微硬度和摩擦学性能。结果表明:Ti-45Al-7Nb-4Cr合金涂层内部颗粒间存在冶金结合和机械嵌合2种结合方式,涂层与5083铝合金基体的结合方式为机械嵌合;涂层主要相组成为γ-Ti Al、α2-Ti3Al和β-Ti相;通过在5083铝合金表面制备Ti-45Al-7Nb-4Cr合金涂层,显微硬度提高4倍以上,磨损体积减少69%以上;涂层的磨损机理为磨料磨损和氧化磨损,具有较好的耐磨性能。