摘要：目的 研究渗铬界面层对铬/类石墨碳(Cr/Graphite-Like Carbon,GLC)复合涂层力学性能、结合强度及磨蚀行为的影响,阐明Cr/GLC复合涂层的抗磨蚀机理。方法 以316L不锈钢(316L)为基体,先借助双辉等离子表面合金化(DGPSA)技术制备渗铬界面层,再采用直流磁控溅射(DCMS)技术制备顶层GLC涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、共聚焦显微拉曼光谱仪(Raman)和X射线衍射仪(XRD)表征涂层的微结构与成分,采用纳米压痕仪、划痕仪、摩擦磨损仪和电化学工作站测试复合涂层的力学性能、断裂韧性、结合强度和抗磨蚀性能。结果 渗铬界面层能够促进GLC涂层的石墨化转变,实现硬度分布的梯度变化(基体为3.65 GPa,渗铬界面层为8.97 GPa,表面为13.15 GPa),有效阻碍了裂纹的扩展。与GLC涂层相比,Cr/GLC复合涂层具有较高的断裂韧性和结合强度(≥50 N),在3.5%NaCl溶液中具有更低的摩擦系数(0.055)和更低的磨损率(3.22×10^(-7)mm^(3)/Nm),其抗腐蚀性和化学稳定性也明显更优。结论 通过界面设计,实现了Cr/GLC复合涂层硬度分布的梯度过渡,提高了复合涂层的断裂韧性以及与316L的结合强度,赋予了复合涂层优异的抗磨蚀性能,为其在海洋苛刻环境下的磨蚀防护提供了有益借鉴。

摘要：针对瓦斯抽采管道破损泄漏检测问题,设计了一种具有管道检测和运动控制功能的螺旋式矿用管道检测机器人,介绍了该机器人的结构和检测与控制系统方案。建立了机器人在管道中运行的力学分析模型,并通过动力学仿真研究了影响机器人牵引性能的因素,结果表明:机器人在管道内运行时的牵引力与管道材质、螺旋角、管壁与驱动轮之间法向力有关;机器人在不同材质的管道中运行时最佳螺旋角不同,在相同材质的管道中运行时,无介质运输情况下牵引力高于有介质运输情况;机器人牵引力随法向力的增大而增大,但最佳螺旋角无明显变化;随着螺旋角增大,牵引力先增大后减小,螺旋角为40°时牵引力最大。为提高机器人通过弯管时的性能,提出一种变螺旋角过弯策略,即机器人主动控制螺旋角随螺旋运动单元转动以正弦式规律变化,使管道内侧的螺旋角小于外侧。搭建机器人测试平台对矿用管道检测机器人进行测试,结果表明:机器人在直管中运行的最佳螺旋角为40°;可通过增加法向力来提升机器人的牵引性能;采用变螺旋角过弯策略时,机器人在弯管中的通过性能和平稳性优于定螺旋角过弯。

摘要：煤泥颗粒黏度高是筛分过程中易糊筛的重要原因之一,通过改变传统直线振动筛的结构可以更好地避免糊筛。针对煤泥黏度大、易糊筛的特点,提出了可以防止糊筛的新型叠振筛,并设计动、静筛条交错排列、相对运动的叠振筛结构;对卡在筛缝中的颗粒与黏结成坨块的煤泥在叠振筛与普通直线振动筛上的筛分过程进行受力分析与对比,研究了叠振筛的防糊筛原理;建立了三维仿真模型,并运用离散元软件模拟煤泥颗粒在叠振筛上的筛分过程。为提高叠振筛的筛分效果,基于DEM并利用Hertz-Mindlin with JKR黏结模型分析了振动参数(筛面负倾角、振动方向角、振幅、振动频率)对煤泥筛分效率和筛下物分布比例的影响。研究结果表明:筛面倾角在-1°~-5°,筛分效率随着筛面负倾角的增大先提高后降低,当筛面倾角为-4°,筛分效率最高;振动方向角在35°~55°,筛分效率随振动方向角的增大逐渐增大,但55°的筛分效率较50°提升并不明显;振幅在1.5~3.5 mm,筛分效率随振幅的增大逐渐增大,3.5 mm的筛分效率较3 mm提升并不明显,但会较大幅度提高振动强度;振动频率在14~24 Hz,筛分效率随振动频率的增大先提高后降低,当22 Hz时筛分效率达到最大,22 Hz下的筛分效率较20 Hz提升并不明显,但会较大幅度提高振动强度;筛面负倾角、振动方向角、振幅、振动频率的提升都会使筛面上煤泥层变厚;大多数情况下筛下的细小煤泥颗粒分布比例随筛面方向逐渐减小;筛面负倾角和振动方向角的改变对筛分效率影响较小,振幅和振动频率的改变对筛分效率影响更大。

摘要：火箭橇系统的服役工况条件直接导致火箭橇滑块磨损,而滑块的磨损严重威胁着火箭橇系统的可靠运行和长寿命服役安全,更是制约火箭橇系统发展和应用的主要技术瓶颈。因束缚于极端服役工况条件和高昂的试验成本,以及仅通过二维模型或只考虑局部碰撞变形的模拟仿真,尚且未能克服这一问题。根据Archard磨损理论、非线性自适应几何更新和弹塑性变形等有限元分析方法及表面织构技术,建立由0Cr18Ni9Ti不锈钢滑块和U71Mn钢轨钢滑轨组成的有限元三维磨损模型,并分别对火箭橇滑块光滑表面、沟槽型织构化表面进行磨损仿真,揭示滑块磨损过程中接触面磨损、Von-mises等效应力以及接触压力等接触特征的变化。结果表明:沟槽型织构能够显著影响滑块磨损,织构密度增加促进了接触面均匀磨损,使得应力分布均匀、梯度变化平稳,缓解了应力集中,避免了长时间的剧烈磨损;接触压力也随织构密度的增加而增加,使得接触面与目标面接触紧密、间隙更小,可有效避免磨粒或磨屑引起的三体磨损。有限元模拟表明,通过恰当表面设计获得沟槽型表面织构能够显著影响磨损,也可为实现兼具减摩抗磨性与结构可设计性于一体的火箭橇滑块提供技术参考和理论支撑。

摘要：由于可再生能源迅速发展对火电机组深度调峰提出更高要求,机组变负荷调节性能成为影响火电厂经济效益的重要因素之一。基于快速变负荷方法发展历程,系统综述了目前较成熟且已广泛应用于现场的各种蒸汽工质侧快速变负荷方法,包括凝结水节流技术、给水旁路调节技术、供热抽汽调节技术、回热抽汽调节技术、背压调节技术、先行能量平衡策略(AEB)技术等,详细介绍了各方法原理,总结发展现状,对比分析适用范围、变负荷性能及其在应用中的优缺点。发现目前凝结水节流技术和供热抽汽调节技术研究应用相对较多,且对于机组变负荷初期响应负荷变化指令及提高变负荷能力有显著作用;煤粉炉的变负荷速率相比循环流化床锅炉研究更成熟且变负荷速率普遍较高。最后对火电机组未来快速变负荷速率提升发展趋势进行展望,提出在继续发展现有快速变负荷方法的基础上,设计应用融合各种调节方法与传统协调控制的新型协调控制策略,对储能技术与火电机组耦合的应用以及寻找在现有机组基础上调峰范围更广、经济性更强的手段都将进一步提高火电机组的爬坡速度,降低最小稳定出力,增加电厂调峰调频能力。

摘要：污泥流变特性的改善对高水分污泥大规模资源化利用至关重要。系统研究了加入钙基脱硫剂石灰石、电石渣对污泥流变特性的影响。采用旋转流变仪探究了石灰石或电石渣比例和粒径、剪切时间对污泥流变特性的影响规律。结果表明:脱硫剂石灰石或电石渣掺加比例越大,混合膏体的表观黏度和剪切应力相对越大,脱硫剂掺加比例大于15%后,混合膏体的流变特性变化较显著;石灰石掺加比例>15%后流体由屈服假塑性流体转变为宾汉性流体,混合膏体的表观黏度在同一剪切速率下随剪切时间增大而减小,呈剪切变稀的现象;2种脱硫剂的掺加比例越小剪切变稀现象越显著,且在低剪切速率35 s^(-1)下,表观黏度下降趋势更显著。在同一剪切速率下对相同掺加比例的混合膏体进行分析发现粒径0~0.075 mm的混合膏体,混合后表观黏度更大,说明脱硫剂粒径越小,对混合物的流变特性影响越显著。通过污泥混合钙基脱硫剂泵送可降低混合膏体含水率,且泵送入炉后起到炉内脱硫作用,脱硫剂最佳掺加比例为15%~20%。本研究为污泥在循环流化床中大规模燃烧利用和泵送方案优化设计提供理论指导。