系统运用材料物理学、弹性力学、热力学、工程测试技术的理论知识以及有限元数值仿真、实验分析等方法,研究高温应变片热输出误差的影响因素并得出补偿修正模型.首先根据材料电阻温度效应理论及热膨胀理论研究了高温应变片热输出的耦合特性,建立耦合作用下高温应变片的热输出模型,得到了构件、胶层和应变片三者耦合作用下应变片热输出的理论表达式;然后根据材料的电阻温度效应推导出不同栅丝材料的电导率参数,利用有限元仿真得到不同材料栅丝的热输出特性,选择其中的两种栅丝材料作为本文的研究对象得到其在耦合作用下的热输出并与实验数据对比,相对误差小于7%.最后基于理论模型和实验结果,建立了高温应变片热输出补偿模型,补偿修正后结果与理论值误差在9%以内,补偿效果良好

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采用电解相分析方法, 结合X射线衍射分析和电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对高铝铁素体基体中的析出相颗粒粉末和电解液进行定性定量分析. 试验结果表明, 试验钢中固态析出相主要为NbC以及少量的Al2O3和AlN夹杂. 通过扫描电镜观察不同再加热温度下NbC分布状态, 发现随着固溶温度的升高, 铸态组织中存在的NbC析出逐渐回溶, 数量随之减少且发生明显的粗化行为. 当温度升高到1100℃, 大部分NbC已经回溶到高温铁素体基体中. 在利用Thermo-Calc热力学计算软件分析Nb及其碳化物的热力学性质基础上, 计算得到Al与Nb的相互作用系数, 表明Al能够降低Nb在铁素体基体中的活度, 提高其在基体中的固溶度, 进一步得到了NbC在高铝铁素体钢中的固溶度积公式, 发展了高温铁素体中的Nb微合金化理论, 为进一步的应用提供了理论基础

应用热力学方法,对转炉炼钢前期高碳低温铁水条件下石灰石分解及CO2氧化作用进行了分析,推导出了CO2分压(pCO2)和高碳低温区域碳活度系数fC,%的求解方程.结果表明:石灰石中CaCO3在高碳低温的铁水面附近,其分解反应平衡温度比标准状态时低得多,随着吹炼过程中炉温上升其反应趋势增大,CO2在转炉炼钢吹炼初期与[C]、[Si]、[Mn]和Fe(l)的反应都可以自发进行,其排列次序与各元素被O2氧化的反应相同;在高碳低温铁水条件下pCO2值非常小,转炉炼钢初期pCO2在0.002 2~0.000 5pΘ左右,因此可以认为石灰石分解产生的CO2会全部参与铁水氧化反应

第二章热力学第二定律 1.12自发变化的共同特征 自发变化某种变化有自动发生的趋势,一旦发生就无需借助外力,可以自动进行,这种变化称为自发变化。 自发变化的共同特征一不可逆性任何自发变化的逆 过程是不能自动进行的。例如: (1)焦耳热功当量中功自动转变成热; (2)气体向真空膨胀; (3)热量从高温物体传入低温物体; (4)浓度不等的溶液混合均匀; (5)锌片与硫酸铜的置换反应等, 它们的逆过程都不能自动进行。当借助外力,体系恢复原状后,会给环境留下不可磨灭的影响

第1章 引言 11 燃烧及其应用 12 燃烧学发展史 13 燃烧研究的动机与目标 14 课程内容 第2章 化学反应热力学 21 基本概念 22 化学平衡 23 燃烧焓与绝热燃烧温度 24 本章总结 第3章 化学反应动力学 31 化学反应速率 32 化学动力学近似 33 单分子反应机理 34 链式反应和链分支反应 35 简单碳氢燃料的化学反应机理 36 本章总结 第4章 反应系统化学与热力学耦合 41 零维均质着火系统 42 热着火理论 43 均匀搅拌反应器 44 均匀搅拌器中的着火与熄火 45 柱塞流反应器 46 刚性常微分方程数值求解 47 CHEMKIN 介绍 第5章 控制方程 51 输运过程 52 控制方程 53 守恒标量方程 54 一维问题的简化方程 第6章 层流预混火焰 61 预混火焰与扩散火焰 62 缓燃波与爆震波 63 一维层流预混火焰定性分析 64 一维层流预混火焰详细理论分析 65 层流预混火焰速度及其测量方法 66 影响层流预混火焰速度的因素 67 层流预混火焰详细结构 68 火焰拉伸率及其对预混火焰的影响 69 预混火焰稳定性 610 预混火焰的着火与熄火 第7章 层流扩散火焰 71 扩散火焰的结构及控制方程 72 一维静态扩散火焰 73 伯克舒曼(BurkeSchumann)火焰 74 史蒂芬(Stefan)流 75 液滴蒸发与燃烧 76 碳的燃烧 77 对型流扩散火焰

对标准大气压强下的[Al]-[O]平衡和不同压强下[C]-[O]平衡进行了热力学计算，得到了钢液中[O]含量的最小理论值.温度一定的条件下，采用[Al]脱氧时钢液中[Al]和[O]呈U型关系；过小或过大的[Al]含量对减少钢液中[O]均不利；提高温度可进一步降低[Al]脱氧条件下的钢液中[O]含量的最小理论值.对[C]脱氧而言，温度一定的条件下，提高真空度可提高[C]的脱氧能力；且随着钢液中[C]的增加，钢液中[O]呈减少趋势.温度为1873 K，真空度100 Pa时，钢液中[C]含量大于0.0015%的条件下，[C]的脱氧能力大于[Al]的脱氧能力.利用实际数据分别对[Al]脱氧和[C]脱氧平衡曲线最低值理论公式验证，且与实际结果均符合较好

将Al2O3以及固态的钙铝酸盐均视为未反应核，确定铝离子在液态钙铝酸盐层的扩散是铝镇静钢钙处理后Al2O3夹杂物变性的限制性环节，由未反应核模型建立了Al2O3夹杂物变性的动力学模型，并且通过热力学分析计算了模型参数.模型结果显示：随着Al2O3夹杂物直径的增大，其完全变性为液态钙铝酸盐的时间大幅延长.钢液中Ca在一定范围内增加，不仅在热力学上有利于Al2O3变性，也使其变性速率迅速增大，但Ca超过一定值时对变性速率促进减弱.温度升高不利于Al2O3夹杂物变性反应，从而使变性的驱动力减小，对夹杂物变性促进作用不很明显.模型结果与工业试验和夹杂观察结果基本相符

针对轴承钢中钙铝酸盐大型夹杂物的控制问题,通过计算GCr15轴承钢中尖晶石MgO·Al2O3、钙的铝酸盐CaO·6Al2O3夹杂物生成热力学,分析精炼渣成分与夹杂物类型之间的定量关系.结果表明:当钢水中含有质量分数0.10×10-6的溶解钙[Ca]时,只要溶解镁[Mg]质量分数小于10×10-6,MgO·Al2O3就会被[Ca]还原成CaO·6Al2O3;当精炼渣碱度为7.04,（MgO）质量分数为1.38%时,钢水中溶解[Mg]质量分数比临界[Mg]质量分数低56%,夹杂物以尺寸大于10μm的CaO-Al2O3系复合夹杂为主;当精炼渣碱度为3.75,（MgO）质量分数3.14%时,钢水中溶解[Mg]质量分数比临界[Mg]质量分数低14%,夹杂物以尺寸小于8μm的MnS包裹MgO·Al2O3复合夹杂为主;当精炼渣钙铝比C/A为1.82.0时,控制精炼渣碱度R为4.55.5,（MgO）质量分数为3%~5%,即能使钢中MgO·Al2O3保持稳定而不转变为CaO·6Al2O3

铁氧化物是具有非化学计量比的化合物,非化学计量对铁氧化物的还原过程带来一系列影响.本文采用Dieckmann缺陷模型和Weiss的浮氏体理想固溶体模型分别对非化学计量比的磁铁矿和浮氏体进行了热力学计算.同时根据电荷守恒和物质守恒,对铁氧化物固溶体的综合缺陷度δ与还原失重率和亚铁含量的关系进行了分析,以期对实验终产物的判定提供依据.通过理论分析与计算,最终明确了不同化学计量比的磁铁矿和浮氏体在不同温度下的平衡还原势PCO(H2),即相应的优势区图.在给定还原势的纯赤铁矿等温还原过程(未有金属Fe生成时),当失重率小于6%时,还原产物属于Fe3+占优势的磁铁矿区域;当失重率高于6%时,反应进入Fe2+占优势的浮氏体区域