硼化物基超高温复合陶瓷超高速撞击作用下破坏模式研究

随着各国航天实验和航天器的增加,太空中存在微小碎片垃圾越来越多,对航天器正常运行有着极大的危害。研究弹丸超高速撞击硼化物基复合陶瓷产生的碎片云特性,采用非线性动力学分析软件AUTODYN,利用光滑质点动力学方法对圆柱形弹丸超高速撞击硼化物基超高温复合陶瓷单层板形成的碎片云进行数值模拟,分析相同质量不同速度弹丸撞击靶板的破坏模式,不同质量相同速度弹丸撞击靶板的破坏模式。结果表明在不同速度和质量弹丸撞击靶板的破坏模式中,穿孔半径变化规律为穿孔半径随着弹丸速度和质量的增大而增大。根据不同质量弹丸超高速撞击板靶的穿孔半径变化规律,得到弹丸撞击相同厚度靶板的击穿速度临界值。该结果可为航天器超高速撞击风险评估和防护设计提供了参考。     

含表面应力集中超高温陶瓷材料热冲击可靠性的研究

目的研究含表面应力集中的超高温陶瓷材料在热冲击环境下的可靠性。方法针对超高温陶瓷材料,研究了其威布尔分布规律和含不同切口半径的材料可靠性,并建立了其在热冲击载荷作用下的可靠性评价方法。结果对于切口不完全敏感的材料,切口件的可靠性并不是随着切口半径的减小而单调增大,对于研究的三种切口半径试样(r=0.1、0.25、0.5 mm),r=0.1 mm的试样存活率最小,r=0.25 mm的试样存活率最大。淬火初期阶段,表面含切口的材料存活率在0.04 s内急剧降低至0,0.04～0.1 s时存活率维持在0,0.1 s后存活率迅速上升,约0.28s后存活率增大为1。结论建立的评价方法可以作为超高温陶瓷材料在热冲击环境下应用可靠性的有效评估手段,对其进一步被广泛应用具有重要意义。     

超高温陶瓷改性碳基/陶瓷基复合材料的多尺度构筑与性能研究进展

从复合材料的多尺度结构构筑出发,简述了超高温陶瓷改性碳基、陶瓷基复合材料的制备方法及其优缺点。综述了均质和非均质结构超高温陶瓷改性碳基、陶瓷基复合材料的结构设计、制备工艺、力学性能和烧蚀性能。提出设计开发低成本、短周期新工艺以及与现有工艺的有机结合以制备出更高综合性能要求的复合材料,是未来的主攻方向。从材料结构设计上,指出未来努力的重要方向。     

高超声速飞行器主动式气膜冷却防热技术研究

目的针对未来高超声速飞行器(飞行速度20 Ma),提出一种主动式气膜冷却防热技术,并计算验证其有效性。方法通过求解三维N-S方程组,采用PARK-1的5组分(N2,O2,N,O,NO)17方程有限速率化学反应模型,考虑了真实气体效应;针对典型的钝头体外形,在头部驻点处构造单个气膜冷却微孔,向外喷射冷却气体,计算了飞行马赫数为20、高度在30 km以下的气膜冷却效率。结果与无气膜冷却相比,有气膜冷却时,气膜孔附近等温壁面(300 K)热流密度的最高降幅约90%,冷却气体有效覆盖面积可达到约孔出口面积的10倍。结论气膜冷却在未来高超声速飞行器防热中具有广阔的应用前景。     

陶瓷防热瓦间缝隙气动加热规律研究

在分析缝隙内部流动特征的基础上,利用CFD技术对瓦间缝隙气动加热的参数影响规律进行了研究,着重探讨了来流马赫数、攻角、缝隙宽度、倒角半径及瓦间台阶因素对缝隙内部热流分布的影响。研究结果表明,缝隙内部热流呈U形分布,缝隙内部热流随着马赫数的增大而减小,随着攻角、缝隙宽度、倒角半径、瓦间台阶的增大而增大。     

硼化物基超高温陶瓷材料在热力耦合作用下力学性能研究

以新型天地往返飞行器、高超声速飞行器和火箭推进系统等最具前景的候选材料——硼化物基超高温陶瓷材料的应用为背景,采用有限元法ABAQUS软件对UHTC试件进行数值模拟,得到带有表面贯穿裂纹的UHTC试件在不同加载条件下的应力、应变及应力强度因子的变化规律,为研究材料在热冲击过程中考虑应变速率的影响奠定理论基础。     

超高温厌氧水解酸化特征与效果研究

在上流式水解反应器中接种经长期驯化的高温厌氧污泥,在 35,55,70℃条件下对淀粉生产废水进行了水解酸化动态和静态试验.对不同温度、不同停留时间的水解酸化效果和 3 个温度下水解酸化过程中 VFA、COD、SS、pH 值、硫酸盐、硫化物、碱度、蛋白质等变化特征及其机理进行了比较研究与评价.结果表明,超高温(70℃)酸化率、酸化速率以及 COD 和硫酸盐去除率均明显高于中温和高温的效果;动态试验中,其酸化率为 28.5%,酸化速率为 0.142h^-1,COD 去除率为 24%,SS 去除率达到 86%, SO₄^2-去除率为 32.5%,蛋白质水解率为 89.4%. 2-水解反应器容积负荷达到 36.2kg COD/(m³·d).提出了用酸化率和酸化速率作为水解酸化的综合评价指标.     

飞行器防热研究概况及其发展趋势

介绍了飞行器上经常采用的几种典型的防热结构,包括辐射防热结构、烧蚀防热结构、柔性毡防热结构、刚性防热瓦防热结构以及金属盖板防热结构,并指出了它们各自的优缺点.列举了当前国内外飞行器防热分析与设计研究的概况,并介绍了防热技术在飞行器上的典型应用.最后,概括了飞行器防热研究的发展趋势.     

超高温烟气过滤除尘的研究进展

指出了过滤除尘在超高温除尘方面的优势。总结了近期在超高温烟气过滤过程中的过滤机理研究进展,列举了从300～900℃温度范围内应用的各种滤材,描述了各类滤材的优缺点。     

等离子喷涂 YSZ 涂层瞬态超高温冲蚀性能研究

目的研究等离子喷涂YSZ涂层的瞬态超高温烧蚀性能。方法借助超音速火焰喷涂设备实现超高温高速火焰,对等离子喷涂YSZ涂层进行瞬态冲蚀,通过火焰中加送氧化铝颗粒模拟对涂层的高温冲刷。采用常规手段评价涂层的抗瞬态超高温冲蚀性能,并对冲蚀部位进行微观观察,探讨涂层的失效机理。结果在3000 K、不添加砂粒的条件下,火焰冲击3 s后钢基体材料表面发生沸腾;喷涂0.6 mm YSZ的试样在火焰冲击60 s后涂层完好。在3000 K、添加砂粒的条件下,火焰冲击3 s后钢基体材料被冲刷出约1.0 mm深坑;喷涂0.6 mm YSZ试样的涂层被火焰冲刷剥落,但基体未受明显损伤;喷涂1 mm YSZ的试样,试验后仍保留部分涂层。结论在3000 K高温瞬态冲蚀条件下,热喷涂1 mm厚YSZ涂层可对材料表面形成有效防护。     

高超声速飞行器综合热管理及关键技术研究进展

从高超声速飞行器面临的内外热环境特点、热防护与舱内热管理的需求入手,面对热源增大、热沉受限的现状,提出需对高超声速飞行器舱外热防护与舱内热管理开展综合热管理与一体化设计,并分别针对热防护、舱内热管理以及综合热管理现有技术手段、应用特点以及发展趋势等方面开展综合论述与分析。在此基础上,对美国已经提出的一系列综合热管理计划的发展状况与关键技术点进行了综合论述。最后,从先进热管理单点技术、高超声速飞行器内外一体化耦合设计以及综合热管理系统快速建模与分析3方面分析了高超声速飞行器综合热管理关键技术。     

金属TPS蜂窝盖板的热梯度诱导变形计算

建立了蜂窝结构的一维传热模型,给出了其热梯度诱导变形计算公式.同时,计算了某高温合金六角蜂窝结构的热变形,认为在设计金属TPS的蜂窝盖板时,必须考虑其特定服役环境下的热变形.     

临近空间飞行器防隔热/承载一体化热结构设计及力/热行为

目的满足临近空间飞行器对结构/热防护系统质量指标的苛刻要求,研制兼具轻量化与高效防隔热/承载一体化的热防护结构及系统。方法根据临近空间飞行器承力和防热两方面的要求,设计一种全复合材料防隔热/承载一体化热防护结构,采用地面高温环境试验,考查复合材料一体化热防护结构的抗烧蚀性能。建立一体化热防护结构的热响应和力学响应预报方法,以某飞行器机翼为研究对象,开展一体化热防护结构在机翼部位的应用研究,利用有限元方法进行热力耦合分析。结果一体化热防护结构高温热暴露后表面出现热解,但结构性能保持良好。结论设计的一体化热防护结构满足防热和承载两方面设计要求,是新一代飞行器的理想热防护方案。     

火电建设面临的环保形势与任务分析

从国家投资体制改革、主要产业政策、火电项目厂址选择要求、污染治理法规及标准要求等方面简述了火电建设面临的环保形势.依据国民经济的发展要求,预测了电力的建设需要和目前的在建规模,指出由于违规电站的开工,导致目前电力在建规模偏大的问题,国家需以科学发展观为指导,加强宏观调控力度.以火电SO2污染控制为例,分析了火电建设面临的环保任务以及排污权交易可能产生的经济效应.      

高超声速飞行器多物理场耦合及热防护技术研究综述

主要对国内外近年来在解决流热固多场耦合以及热防护问题方面所做的研究和所采用的分析方法进行论述和总结,对各类研究方法的优缺点和适用范围进行分析和评价,为从事多场耦合问题及热防护技术的研究人员提供一定理论支持。     

刚性隔热瓦对舱段结构动特性影响规律分析

目的 分析刚性隔热瓦尺寸、瓦间缝隙大小及热环境对典型舱段结构动特性的影响规律.方法 以刚性隔热瓦式热防护系统的高超声速飞行器舱段结构为研究对象,建立其动力学模型,分别研究自由-自由边界条件下刚性隔热瓦尺寸及瓦间缝隙大小对舱段结构动特性的影响规律.开展热环境下舱段结构的稳态热传导分析,获得热环境下舱段结构的温度场分布,然...     

基于FastICA算法的大气监测电子鼻设备的研究探讨

电子鼻是一种由具有部分选择性的化学传感器阵列和适当的模式识别系统组成,能识别简单或复杂气味的仪器,它模拟人的嗅觉系统,检测、分析、识别气味成分,广泛应用于现场污染源排放监测、突发事故现场的应急检测、作业场所安全监测和分析、污染气监测和分析。本设计由气体传感器阵列进行实时实地测量,由DSP芯片进行数据处理,采用盲源分离（BSS）原理,利用独立分量分析（ICA）算法分离出混合前的多个独立信号。便携式电子鼻由于其成本低、易携带、通用性好、能现场即时检测等特点在大气监测领域将会有广阔的应用前景。     

高温环境下烧蚀热防护结构隔热性能测试方法

目的 建立高精度的烧蚀热防护结构隔热性能测试方法。方法 分析烧蚀热防护结构地面热试验特点,设计烧蚀热防护结构隔热性能试验方案,提出考虑地面热损失的高精度热载荷模拟方法。采用自研模块化石英灯加热器作为加热装置,设计可重复使用夹具封装试验件和热流计,建立烧蚀热防护结构隔热性能测试装置。结果 成功完成了典型烧蚀热防护结构隔热性能考核试验,获得了结构在瞬态和稳态热流条件下的背温数据,试验装置运行稳定可靠,可有效消除热边界效应,保证热流长时测控。试验结果验证了试验边界条件模拟的可重复性、热场均匀性以及良好的控制精度。结论 有效解决了烧蚀热防护结构受热后产生明火、浓烟而导致的高温环境模拟难题,为烧蚀热防护结构材料筛选及结构定尺寸设计提供了高精度测试方法。     

高性能纤维增强气凝胶复合材料在动力电池热防护领域应用进展

介绍了新能源汽车动力电池热失控特性以及纤维增强气凝胶复合材料的研究进展等,对比分析了不同纤维增强气凝胶复合材料性能.其中,玄武岩纤维增强气凝胶复合材料在隔热性能、化学稳定性、力学性能和热稳定性方面具有较大的优势,可以满足更高温区的隔热需求,在新能源汽车动力电池热防护领域具有较大的应用前景.     

石化企业火电厂氨法脱硫技术应用和安全措施

介绍了某石化企业火电厂采用美国玛苏莱公司氨法脱硫技术进行的技术改造,根据工程潜在危险性所采取的主要安全措施及应注意的问题。