沖蝕磨損

前言

第1章 緒論

1.1 噴嘴的作用和應(yīng)用

1.2 陶瓷噴嘴的國內(nèi)外研究狀況

1.3 噴嘴的沖蝕磨損研究現(xiàn)狀

1.3.1 沖蝕磨損的定義

1.3.2 沖蝕磨損的種類

1.3.3 沖蝕磨損研究簡史

1.3.4 陶瓷材料沖蝕磨損機(jī)理

1.3.5 陶瓷噴嘴沖蝕磨損的研究

第2章 噴嘴材料與結(jié)構(gòu)

2.1 常用噴嘴材料

2.1.1 金屬噴嘴

2.1.2 硬質(zhì)合金噴嘴

2.1.3 陶瓷噴嘴

2.2 常用噴嘴結(jié)構(gòu)

2.2.1 圓柱形直孔噴嘴結(jié)構(gòu)

2.2.2 錐口噴嘴結(jié)構(gòu)

2.2.3 文丘里噴嘴結(jié)構(gòu)

2.2.4 特種噴嘴結(jié)構(gòu)

2.2.5 組合式噴嘴結(jié)構(gòu)

2.3 水煤漿噴嘴結(jié)構(gòu)

第3章 陶瓷噴嘴的制備及其力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)

3.1 陶瓷噴嘴的制備

3.1.1 原材料的處理

3.1.2 陶瓷噴嘴熱壓模具的設(shè)計(jì)

3.1.3 陶瓷噴嘴材料的燒結(jié)工藝

3.1.4 陶瓷噴嘴材料性能測試

3.2 碳化硼基陶瓷噴嘴材料的力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)

3.2.1 B4C的晶體結(jié)構(gòu)與性能

3.2.2 B4C/（w，Ti）C陶瓷噴嘴材料的力學(xué)性能

3.2.3 B4C/（w，Ti）C陶瓷噴嘴材料的微觀結(jié)構(gòu)

3.2.4 B4C/TiC/Mo陶瓷噴嘴材料力學(xué)性能

3.2.5 B4C/TiC/Mo陶瓷材料的微觀結(jié)構(gòu)

3.3 碳化硅基陶瓷噴嘴材料的力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)

3.3.1 Sic的晶體結(jié)構(gòu)與性能

3.3.2 SiC/（W，Ti）C陶瓷噴嘴材料的力學(xué)性能

3.3.3 Sic/（W，Ti）C陶瓷噴嘴材料的微觀結(jié)構(gòu)

3.4小結(jié)

第4章 陶瓷噴嘴的沖蝕磨損特性

4.1 沖蝕磨損試驗(yàn)工作原理

4.2 沖蝕磨損試驗(yàn)裝置

4.3 沖蝕磨損試驗(yàn)用磨料

4.4 陶瓷噴嘴沖蝕磨損的宏觀特征

4.4.1 試驗(yàn)條件

4.4.2 陶瓷噴嘴沖蝕磨損的測定

4.4.3 B4C/（W，Ti）C陶瓷噴嘴的沖蝕磨損宏觀特征

4.4.4 Al203/（W，Ti）C陶瓷噴嘴的沖蝕磨損宏觀特征

4.4.5 硬質(zhì)合金噴嘴的沖蝕磨損宏觀特征

4.4.6 金屬噴嘴的沖蝕磨損宏觀特征

4.5 陶瓷噴嘴質(zhì)量損失分析

4.6 陶瓷噴嘴體積沖蝕磨損率對(duì)比

4.7 陶瓷噴嘴沖蝕磨損的影響因素

4.7.1 磨料硬度對(duì)噴嘴沖蝕磨損率的影響

4.7.2 磨料硬度與噴嘴硬度比（Hp/Ht）對(duì)噴嘴沖蝕磨損率的影響

4.7.3 磨料顆粒形狀及粒度對(duì)噴嘴沖蝕磨損率的影響

4.8 小結(jié)

第5章 陶瓷噴嘴沖蝕過程應(yīng)力分析及其沖蝕磨損機(jī)理

5.1 沖蝕過程中磨料顆粒對(duì)噴嘴內(nèi)壁的碰撞分析

5.2 陶瓷噴嘴沖蝕過程中應(yīng)力的有限元分析

5.2.1 有限元建模

5.2.2 B4C/（W，Ti）C陶瓷噴嘴沖蝕過程中的應(yīng)力分析

5.2.3 不同材料陶瓷噴嘴的應(yīng)力對(duì)比

5.2.4 不同材料陶瓷噴嘴的最佳人口錐角

5.3 陶瓷噴嘴的沖蝕磨損機(jī)理

5.3.1 脆性材料沖蝕理論

5.3.2 陶瓷噴嘴沖蝕磨損模型的建立

5.3.3 陶瓷噴嘴的沖蝕磨損機(jī)理

5.4 小結(jié)

第6章 梯度功能陶瓷噴嘴及其沖蝕磨損

6.1 梯度功能陶瓷噴嘴設(shè)計(jì)模型

6.1.1 梯度陶瓷噴嘴設(shè)計(jì)思想

6.1.2 梯度陶瓷噴嘴物理模型

6.1.3 梯度陶瓷噴嘴組成分布模型

6.1.4 梯度陶瓷噴嘴物性參數(shù)模型

6.2 梯度功能陶瓷噴嘴材料的設(shè)計(jì)

6.2.1 梯度陶瓷噴嘴材料體系設(shè)計(jì)

6.2.2 梯度功能陶瓷噴嘴殘余應(yīng)力分析模型的建立

6.2.3 組成分布與梯度陶瓷噴嘴殘余應(yīng)力的關(guān)系

6.2.4 梯度層厚與梯度陶瓷噴嘴殘余應(yīng)力的關(guān)系

6.2.5 梯度層組分差與梯度陶瓷噴嘴殘余應(yīng)力的關(guān)系

6.2.6 燒結(jié)溫度與梯度陶瓷噴嘴殘余應(yīng)力的關(guān)系

6.3 梯度功能陶瓷噴嘴材料的制備、物理力學(xué)性能及顯微結(jié)構(gòu)

6.3.1 梯度陶瓷噴嘴材料的制備

6.3.2 SiC/（W，Ti）C梯度陶瓷噴嘴材料的研制及物理力學(xué)性能

6.3.3 梯度陶瓷噴嘴材料的顯微結(jié)構(gòu)

6.4 梯度功能陶瓷噴嘴沖蝕磨損機(jī)理

6.4.1 試驗(yàn)條件

6.4.2 梯度與非梯度陶瓷噴嘴的質(zhì)量損失

6.4.3 梯度與非梯度陶瓷噴嘴的內(nèi)徑變化

6.4.4 梯度與非梯度陶瓷噴嘴的內(nèi)孔輪廓變化

6.4.5 梯度與非梯度陶瓷噴嘴的體積沖蝕磨損率

6.4.6 梯度陶瓷噴嘴沖蝕磨損機(jī)理

6.5 小結(jié)

第7章 陶瓷水煤漿噴嘴及其沖蝕磨損

7.1 水煤漿噴嘴應(yīng)滿足的要求

7.2 組合式陶瓷水煤漿噴嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7.2.1 現(xiàn)有水煤漿噴嘴存在的問題

7.2.2 組合式陶瓷水煤漿噴嘴的設(shè)計(jì)思路

7.2.3 組合式陶瓷水煤漿噴嘴的特點(diǎn)

7.3 陶瓷水煤漿噴嘴沖蝕磨損的試驗(yàn)方法

7.3.1 試驗(yàn)裝置

7.3.2 試驗(yàn)條件和檢測方法

7.4 陶瓷水煤漿噴嘴的沖蝕磨損特性

7.4.1 陶瓷水煤漿噴嘴的磨損失重

7.4.2 陶瓷水煤漿噴嘴沖蝕磨損影響因素的研究

7.4.3 陶瓷水煤漿噴嘴的使用壽命

7.4.4 陶瓷水煤漿噴嘴的綜合效果

7.5 陶瓷水煤漿噴嘴溫度場和熱應(yīng)力的分析

7.5.1 陶瓷水煤漿噴嘴溫度場和熱應(yīng)力的有限元分析建模

7.5.2 有限元分析的邊界條件

7.5.3 陶瓷水煤漿噴嘴溫度場分析

7.5.4 陶瓷水煤漿噴嘴熱應(yīng)力分析

7.5.5 出口帶錐角的CNW-1陶瓷水煤漿噴嘴的溫度場和熱應(yīng)力

7.6 陶瓷水煤漿噴嘴沖蝕磨損機(jī)理的研究

7.6.1 陶瓷水煤漿噴嘴沖蝕磨損的宏觀特征

7.6.2 水煤漿噴嘴熱沖擊損壞的理論分析

7.6.3 陶瓷水煤漿噴嘴沖蝕磨損機(jī)理

7.6.4 提高陶瓷水煤漿噴嘴抗熱沖擊性能的措施

7.7 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

附錄 作者發(fā)表的主要相關(guān)文獻(xiàn)2100433B

該書是廣大從事表面工程、水射流加工、水煤漿鍋爐等領(lǐng)域的技術(shù)人員、管理人員和設(shè)備操作人員進(jìn)行技術(shù)和裝備開發(fā)的參考書，也可作為科研人員、高等工科院校教師科研參考書，以及機(jī)械類專業(yè)研究生、本科生、?？粕慕虒W(xué)參考書。

納米流體沖擊射流具有優(yōu)良的對(duì)流換熱性能，是一種高熱流密度環(huán)境下先進(jìn)的高效強(qiáng)化換熱技術(shù)，但該射流系統(tǒng)中靶面沖蝕磨損現(xiàn)象的機(jī)理目前尚未得到揭示。本項(xiàng)目擬采用理論分析、實(shí)驗(yàn)測量和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)納米流體沖擊射流冷卻中的靶面沖蝕磨損機(jī)理展開研究，首先由納米流體沖擊射流冷卻的兩相流熱流固耦合分析，獲得納米顆粒的運(yùn)動(dòng)特性；以此為基礎(chǔ)，基于彈塑性體損傷和漿料流沖蝕理論，分析納米顆粒、基液和靶面間的相互作用，采用任意拉格朗日-歐拉方法構(gòu)建起基液裹挾下納米顆粒與靶面的非線性動(dòng)力學(xué)碰撞模型，探究靶面沖蝕磨損現(xiàn)象的觸發(fā)、擴(kuò)展和快速發(fā)展等過程，以及物性、幾何和工況條件對(duì)其影響規(guī)律，最終揭示納米流體沖擊射流冷卻中的靶面沖蝕磨損特性及機(jī)理，同時(shí)提煉出考慮靶面沖蝕磨損的系統(tǒng)綜合性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。本研究將為納米流體沖擊射流冷卻技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)，對(duì)于發(fā)展高效低阻強(qiáng)化傳熱技術(shù)具有重要的科學(xué)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。