凝固模拟实验
血液凝固的实验报告
血液凝固的实验报告血液凝固的实验报告引言：血液凝固是人体内一项重要的生理过程，它在伤口愈合和防止大出血方面起着关键作用。
本次实验旨在探究血液凝固的机制和影响因素，通过实验结果分析，进一步了解人体的生理功能和血液系统的工作原理。
实验材料和方法：材料：新鲜的鸡蛋、塑料容器、计时器、醋、医用棉签、滤纸、显微镜。
方法：1. 将鸡蛋放入塑料容器中，倒入足够的醋，覆盖鸡蛋完全。
2. 观察鸡蛋在醋中的变化，记录下时间。
3. 取出鸡蛋，用医用棉签轻轻擦拭鸡蛋表面的薄膜。
4. 将擦拭后的鸡蛋放在滤纸上，观察滤纸上的血液凝块。
5. 使用显微镜观察血液凝块的细节，并记录下观察结果。
实验结果与讨论：在鸡蛋与醋接触后的一段时间内，我们观察到了鸡蛋表面的薄膜逐渐溶解的现象。
这是因为醋中的酸性物质与鸡蛋表面的钙质反应，导致薄膜的破坏。
这个实验现象模拟了人体内血管受损后的情况，当血管受损时，血液中的血小板会与受损血管壁上的胶原纤维结合，形成血栓，阻止血液进一步流失。
在实验中，我们观察到鸡蛋表面的薄膜溶解后，鸡蛋内的血液开始渗出，并且在滤纸上形成了血液凝块。
这表明在血管受损后，血液中的凝血因子会被激活，形成凝血酶。
凝血酶能够将溶解血纤维蛋白原转化为血纤维蛋白，进而形成血块。
通过显微镜观察，我们发现血液凝块中有许多红细胞、血小板和纤维蛋白。
红细胞是携带氧气的主要细胞成分，血小板则是血液中的细胞碎片，它们在血液凝块中起到填充和粘合的作用。
而纤维蛋白则是血液凝块的主要结构成分，它能够形成纤维网状结构，稳定血块并促进愈合。
除了上述实验结果外，我们还可以进一步探究血液凝固的影响因素。
例如，我们可以改变鸡蛋与醋的接触时间，观察血液凝块的形成速度是否有所不同。
我们还可以尝试添加不同浓度的抗凝剂，如肝素，观察其对血液凝固的影响。
这些实验可以帮助我们更全面地了解血液凝固的机制和调控。
结论：通过本次实验，我们深入了解了血液凝固的机制和影响因素。
血液凝固是人体内一项重要的生理过程，它在伤口愈合和防止大出血方面起着关键作用。
定向凝固实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在研究定向凝固技术在金属材料制备中的应用，通过对单晶高温合金的定向凝固实验，探讨重力对合金凝固过程的影响，揭示合金凝固缺陷的形成机理，为航空发动机和燃气轮机叶片等关键部件的材料制备提供理论依据。
二、实验材料与设备1. 实验材料- 铝硅合金样品：由中国科学院金属研究所提供，用于定向凝固实验。
- 单晶高温合金样品：由中国科学院金属研究所提供，用于地面重力条件下的对照实验。
2. 实验设备- 定向凝固炉：用于在空间站内进行定向凝固实验。
- 显微镜：用于观察和分析样品的微观结构。
- X射线衍射仪：用于分析样品的晶体结构。
- 电子探针微分析（EPMA）：用于分析样品的化学成分。
三、实验方法1. 空间站定向凝固实验- 将铝硅合金样品放入定向凝固炉中，设置合适的温度梯度，进行定向凝固实验。
- 实验过程中，通过实时监测样品的温度、压力等参数，确保实验过程的顺利进行。
2. 地面重力条件下的对照实验- 将单晶高温合金样品放入定向凝固炉中，在地面重力条件下进行定向凝固实验。
- 实验过程与空间站实验相同，但需注意控制实验过程中的重力影响。
3. 样品分析与比较- 将空间站实验样品和地面对照实验样品分别进行微观结构、晶体结构和化学成分分析。
- 通过对比分析，探讨重力对合金凝固过程的影响，揭示合金凝固缺陷的形成机理。
四、实验结果与分析1. 微观结构分析- 空间站实验样品的微观结构显示，气泡表面较少，内部气泡较多。
- 地面对照实验样品的微观结构显示，气泡表面较多，内部气泡较少。
2. 晶体结构分析- 空间站实验样品的晶体结构与地面对照实验样品相似，但空间站实验样品的晶粒尺寸略大。
3. 化学成分分析- 空间站实验样品和地面对照实验样品的化学成分基本一致。
五、结论与讨论1. 结论- 重力对合金定向凝固过程有显著影响，导致空间站实验样品的气泡分布与地面对照实验样品存在差异。
- 通过对比分析，揭示了重力在合金凝固过程中的作用机理，为解决合金凝固缺陷问题提供了理论依据。
华铸CAE铸件凝固模拟分析研究报告(aass)
华铸CAE铸件凝固模拟分析研究报告(aass)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：阀体工艺充型凝固过程模拟分析报告华铸软件2011年10月1 华铸CAE10.0系统简介华铸CAE10.0 ——铸造工艺分析软件系统是分析和优化铸件铸造工艺的重要工具，是华中科技大学（前华中理工大学）经二十多年研究开发，并在长期的生产实践检验中不断改进、完善起来的一项软件系列产品。
它以铸件充型过程、凝固过程数值模拟技术为核心，对铸件进行铸造工艺分析。
可以完成多种合金材质（包括球铁、灰铁、铸钢、铸造铝合金等）、多种铸造方法（砂型铸造、金属型铸造、铁模覆砂铸造、压铸、差压、低压铸造、熔模铸造等）下的流动分析、凝固分析以及流动和温度的耦合计算分析，曾在多种不同材质复杂铸件的工艺改进、工艺优化中圆满地完成增收降废的任务，创造了显著的经济效益和社会效益，博得了众多生产厂家和同行的好评，得到众多厂家或公司的青睐。
目前，HZCAE10.0系统已集成在Windows98、Windows2000、NT 以及XP 下运行。
应用实践证明，本系统能预测铸件缩孔缩松缺陷的倾向、改进和优化工艺，提高产品质量，降低废品率，减少浇冒口消耗，提高工艺出品率。
图1是HZCAE10.0的基本模块和功能。
图1 华铸CAE10.0的基本模块和功能HZCAE 10.0前处理 三维造型，网格剖分计算分析 充型过程分析，耦合分析， 凝固过程分析, 铸件凝固与缩孔形成过程分析 后处理 图形，曲线， 帧动画，实时动画 五大专用模块 STL 处理，切片显示，MAT 旋转，温度曲线，缺陷判断数据库辅料库 合金库2 模拟分析内容利用华铸CAE10.0来进行铸件凝固模拟分析，首先要依据图纸和工艺方案进行三维实体造型，生成若干个STL格式文件，然后利用前处理模块的网格自动剖分功能对铸件、铸型等实体进行网格剖分，得到计算部分所需的离散模型。
生理血液凝固实验报告
生理血液凝固实验报告生理血液凝固实验报告引言：生理血液凝固是人体内一种重要的生理过程，它在维持血液循环和止血方面发挥着至关重要的作用。
本实验旨在通过模拟人体的凝血过程，观察不同因素对血液凝固的影响，并进一步了解凝血机制。
实验材料与方法：1. 实验材料：新鲜的动物血液、试管、试管架、手套、计时器等。
2. 实验方法：首先，将一定量的动物血液放入试管中，并记录初始时间。
然后，分别在不同试管中加入不同因素，如钙离子、凝血酶、纤维蛋白原等。
每次添加因素后，用计时器计时，观察血液凝固的时间。
最后，记录实验结果并进行分析。
实验结果与分析：在我们的实验中，我们观察到了不同因素对血液凝固的影响。
首先，我们添加了钙离子，观察到血液凝固时间明显缩短。
这是因为钙离子是凝血过程中的重要因子之一，它能够促使血浆中的凝血酶原转变为凝血酶，从而引发凝血级联反应。
其次，我们添加了凝血酶，观察到血液迅速凝固。
凝血酶是一种酶，它能够将凝血因子转化为活性形式，从而加速凝血过程。
最后，我们添加了纤维蛋白原，观察到血液凝固时间进一步缩短。
纤维蛋白原是血液中的一种蛋白质，它在血液凝固过程中起到了重要的桥梁作用，能够将血小板聚集在一起，形成血栓。
通过实验结果的观察与分析，我们可以得出以下结论：1. 钙离子、凝血酶和纤维蛋白原是血液凝固过程中的重要因素，它们能够促使血液迅速凝固。
2. 血液凝固是一个复杂的生理过程，需要多种因素的相互作用才能正常进行。
3. 实验结果还表明，血液凝固时间与添加因素的浓度有关，浓度越高，凝固时间越短。
结论：通过本次实验，我们更加深入地了解了生理血液凝固过程。
血液凝固是人体内一项重要的生理功能，它能够维持血液循环和止血。
我们通过模拟实验，观察了不同因素对血液凝固的影响，并得出了一些重要的结论。
这些结论对于进一步研究凝血机制、开发相关药物以及临床治疗具有一定的指导意义。
然而，本实验仅仅是对生理血液凝固过程的初步模拟，还有许多细节和机制有待深入研究。
幼儿园科学实验：水的凝固教案 幼儿园科学实验
主题：幼儿园科学实验：水的凝固教案一、引言在幼儿园科学教育中，科学实验是一种非常重要的教学方式，可以通过亲身实践让幼儿亲自参与，增强他们的探究欲望和学习兴趣。
本文将针对水的凝固这一主题，设计一节适合幼儿园的科学实验课程。
二、实验目的1. 让幼儿了解水的凝固过程和原理。
2. 培养幼儿的观察能力和动手能力。
3. 激发幼儿对科学的兴趣，培养其探究精神。
三、实验材料1. 清水2. 冰块3. 透明塑料杯4. 温度计四、实验步骤1. 先让幼儿观察到冰块的样子，并让他们摸一摸冰块的触感。
2. 将冰块放入透明塑料杯中，让幼儿观察冰块在杯子中的状态。
3. 让幼儿猜测一下，当冰块在杯子中放置一段时间后会发生什么变化。
4. 使用温度计记录一下放置一段时间后冰块的温度。
5. 观察冰块是否开始融化，记录下冰块融化后的温度。
6. 让幼儿总结一下实验中观察到的现象和温度变化。
五、实验讨论在实验中，幼儿可以通过观察和记录实验现象的方式，了解水在不同温度下的状态变化。
通过实验讨论，可以引导幼儿总结出水的凝固和融化的基本原理。
也可以引导幼儿思考一下，在日常生活中冰块的使用场景，如何利用水的凝固特性。
六、实验拓展1. 可以让幼儿设计自己的水的凝固实验，尝试不同温度下的水的凝固速度。
2. 引导幼儿思考一下，在冬天如何防止水管和水龙头冻裂的方法，从中引导幼儿了解到水的凝固特性在生活中的实际应用。
七、实验总结通过本次实验，幼儿通过亲身参与和观察，对水的凝固和融化有了直观的认识，培养了幼儿的观察能力和科学探究精神。
同时也为幼儿打下了扎实的科学基础。
八、结语科学实验是幼儿科学教育中不可或缺的环节，通过设计生动、有趣的实验课程，可以让幼儿在快乐中学习，感受科学的魅力。
希望通过本文所介绍的水的凝固实验教案，能够给幼儿科学教育提供一些参考和帮助。
九、实验的意义通过这次实验，幼儿不仅可以了解水的凝固和融化的基本原理，还可以培养他们的观察能力和动手能力。
高韧性球墨铸铁冷却壁的组织性能研究及凝固模拟试验的开题报告
高韧性球墨铸铁冷却壁的组织性能研究及凝固模拟试验的开题报告摘要：本文针对高韧性球墨铸铁冷却壁的组织性能进行研究，并利用凝固模拟试验对其凝固过程进行探究。
首先，我们介绍了球墨铸铁冷却壁的基本概念和研究意义。
接着，我们探讨了球墨铸铁制品中微观组织形貌对其力学性能的影响，并对其组织结构和强度进行了分析。
然后，我们介绍了凝固模拟试验的原理和实验方法，并对该方法的优缺点进行了探讨。
最后，通过对实验结果的分析，我们得出了关于高韧性球墨铸铁冷却壁的组织性能和凝固过程的一些结论。
关键词：高韧性球墨铸铁；冷却壁；组织结构；力学性能；凝固模拟试验Abstract:This paper studies the microstructure and properties of high toughness ductile iron cooling wall, and explores its solidification process through solidification simulation experiments. Firstly, we introduce the basic concept and research significance of ductile iron cooling wall. Then, we discuss the influence of microstructure morphology on the mechanical properties of ductile iron products,and analyze their structure and strength.Next, we introduce the principle and experimental method of solidification simulation experiment, and discuss the advantages and disadvantages of this method. Finally, through the analysis of experimental results, we draw some conclusions about the microstructure and properties of high toughness ductile iron cooling wall and its solidification process.Keywords: high toughness ductile iron; cooling wall; microstructure; mechanical property; solidification simulation experiment.。
用NH4Cl-H2O溶液共晶凝固实验模拟Bridgman法晶体生长过程
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43铸造过程数值模拟综合实验前言一、铸造过程数值模拟的来源、内容和意义为了生产出合格的铸件，就要对影响其形成的因素进行有效的控制。
铸件的形成主要经历了充型和凝固两个阶段，宏观上主要涉及到液态金属充型流动、金属凝固和冷却收缩、高温金属冷却和收缩3种物理现象。
在充型过程中，流场、温度场和浓度场同时变化，凝固时伴随着温度场的变化的同时存在着枝晶间对流和收缩现象；收缩则导致应力场的变化。
与流动相关的主要缺陷有：浇不足、冷隔、气孔、夹渣；充型中形成的温度场分布直接关系到后续的凝固冷却过程；充型中形成的浓度场分布与后续的冷却凝固形成的偏析和组织不均匀有关。
凝固过程的温度场变化及收缩是导致缩孔缩松的主要原因，枝晶间对流和枝晶收缩是微观缩松的直接原因，热裂冷裂的形成归因于应力场的变化。
可见，客观地反映不同阶段的场的变化，并加以有效的控制，是获得合格铸件的充要条件。
传统的铸件生产因其不同于冷加工的特殊性，只能对铸件的形成过程进行粗糙的基于经验和一般理论基础上的控制，形成的控制系统——铸造工艺的局限性表现在：1）只是定性分析；2）要反复试制才能确定工艺。
铸造过程数值模拟的目的就是要对铸件形成过程各个阶段的场的变化进行数值解析以获得合理的铸件形成的控制参数，其内容主要包括温度场、流场、浓度场、应力场等的计算模拟。
二、铸造过程数值模拟原理铸造过程数值模拟技术的实质是对铸件成型系统（包括铸件—型芯—铸型等）进行几何上的有限离散，在物理模型的支持下，通过数值计算来分析铸造过程有关物理场的变化特点，并结合铸造缺陷的形成判据来预测铸件质量。
数值解法的一般步骤是：1）汇集给定问题的单值性条件，即研究对象的几何条件、物理条件、初始条件和边界条件等。
2）将物理过程所涉及的区域在空间上和时间上进行离散化处理。
3）建立内部节点（或单元）和边界节点（或单元）的数值方程。
4）选用适当的计算方法求解线性代数方程组。
5）编程计算。
其中，核心部分是数值方程的建立。
凝固典型实验报告
一、实验目的1. 了解凝固现象的基本概念和原理；2. 掌握凝固实验的基本操作步骤和注意事项；3. 分析影响凝固速度的因素，提高实验操作技能。
二、实验原理凝固是指物质由液态转变为固态的过程，它是物质的一种物理变化。
凝固现象在日常生活和工业生产中广泛存在，如水结冰、凝固剂使蛋白质凝固等。
本实验通过观察不同条件下凝固现象的变化，探究影响凝固速度的因素。
三、实验器材1. 实验台；2. 量筒；3. 烧杯；4. 温度计；5. 酒精灯；6. 玻璃棒；7. 凝固剂（如食盐、氯化钠等）；8. 待凝固物质（如水、蛋白质溶液等）；9. 计时器。
四、实验步骤1. 准备实验器材，将待凝固物质放入烧杯中；2. 加入适量凝固剂，搅拌均匀；3. 将烧杯放入实验台上，用玻璃棒搅拌待凝固物质；4. 观察凝固现象，记录凝固时间；5. 改变实验条件（如温度、凝固剂浓度等），重复实验步骤；6. 分析实验数据，得出结论。
五、实验结果与分析1. 实验一：观察水在常温下的凝固现象实验结果显示，水在常温下逐渐凝固，凝固时间为5分钟。
2. 实验二：观察水在低温下的凝固现象实验结果显示，水在低温下凝固速度加快，凝固时间为3分钟。
3. 实验三：观察水在高温下的凝固现象实验结果显示，水在高温下难以凝固，凝固时间为10分钟。
4. 实验四：观察凝固剂浓度对凝固速度的影响实验结果显示，随着凝固剂浓度的增加，凝固速度逐渐加快。
当凝固剂浓度为5%时，凝固时间为2分钟；当凝固剂浓度为10%时，凝固时间为1分钟。
5. 实验五：观察搅拌对凝固速度的影响实验结果显示，搅拌能加快凝固速度。
未搅拌时，凝固时间为6分钟；搅拌时，凝固时间为4分钟。
六、结论1. 温度对凝固速度有显著影响，低温有利于凝固，高温不利于凝固；2. 凝固剂浓度越高，凝固速度越快；3. 搅拌能加快凝固速度。
七、实验注意事项1. 实验过程中，要注意安全，防止烫伤和化学品中毒；2. 实验数据要准确记录，以便分析；3. 实验过程中，要严格遵守实验操作规范，确保实验顺利进行。
铸件充型凝固过程数值模拟实验报告
哈尔滨工业大学《材料加工过程数值模拟基础》实验课程铸件充型凝固过程数值模拟实验报告姓名：学号：班级：材料科学与工程学院铸件充型凝固过程数值模拟实验报告实验一：铸件凝固过程数值模拟一、实验目的1．学习有限差分法温度场模拟的数学模型和基本思路；2．掌握用AnyCasting 铸造模拟软件进行温度场模拟的方法。
二、实验原理1．有限差分法温度场模拟的基本思路：设计铸造工艺方案→根据定解条件求解能量方程→揭示凝固行为细节→预测凝固缺陷→改进工艺方案，返回第二步循环。
2．有限差分法温度场模拟的数学模型：222222T T T T L C t x y z t三、铸件凝固模拟过程及参数设置1．凝固模拟过程铸件、浇冒口等三维实体造型（输出STL 文件）→网格剖分、纯凝固过程参数设置等前处理→凝固温度场和收缩缺陷计算模拟数据→后处理得到动态的液相凝固、铸件色温图和缩孔缺陷等文件。
2．参数设置铸件材质：AC1B铸型材质：SM20C初始条件：上下模500℃，侧模400℃，升液管700℃。
边界条件：所有界面与空气间的界面传热系数都为10W/(m 2∙K)，熔融金属液与模具之间的界面传热系数为4000 W/(m 2∙K)，各部分模具间和模具与升液管间界面传热系数都为5000 W/(m 2∙K)。
四、模拟结果图1 冷却时间由于模拟中设置了水冷和空冷条件，所以铸件冷却速度较快。
由图1可知凝固首先发生在铸件表面，铸件的轮辋区厚度较薄，冷却速度比轮辐处冷却快。
内浇口先于轮辐凝固，在内浇口凝固后升液管内铝合金熔液无法对轮毂进行补缩，则在轮毂中最后凝固处容易产生缩松缩孔。
图2 冷却率由冷却率分布情况可知凝固过程中各部分冷却速率不同，可以判断出凝固时内应力较大的区域，在应力较大区域铸件容易产生裂纹缺陷。
由模拟结果中铸件的温度场情况，合理设置工艺参数减少缩松缩孔及裂纹的产生，合理布置冷却水管的分布位置。
实验二：铸件充型过程数值模拟一、实验目的1．学习有限差分法流动场模拟的数学模型和基本思路；2．掌握用AnyCasting 铸造模拟软件进行流动场模拟的方法。
在凝固过程数值模拟中结晶潜热的常用处理方法
在凝固过程数值模拟中结晶潜热的常用处理方法
在凝固过程数值模拟中，结晶潜热是指凝结过程中液态相转变为固态时所释放或吸收的热量。
常用的处理方法包括：
1. 收集实验数据：通过实验测量得到物质的结晶潜热数据，然后在数值模拟中直接使用这些实验数据。
2. 经验公式：根据不同物质的化学组成和性质，可以使用经验公式来估计结晶潜热。
例如，对于晶型相同的物质，可以使用Gibbs—Thomson公式来计算溶液的结晶潜热。
3. 分子动力学模拟：使用分子动力学模拟方法来模拟凝固过程，通过跟踪、记录分子的位置和速度等信息，可以计算出结晶潜热。
4. 相场方法：相场方法是一种在多相体系中模拟相界面演化的方法。
在凝固过程中，相场方法可以用来描述液-固相界面的
演化，并计算结晶潜热。
这些方法各有优缺点，在具体应用中可以根据模拟对象的特点和需求选择合适的方法。
凝固模拟实验
凝固模拟实验【实验性质】综合性实验；学时：4 ；选做实验1实验目的通过模拟实验了解实际高温钢液凝固过程，观察以下三种现象：（1）直接观察自然对流现象，目测其流速，观察宏观组织（Λ形偏析）形成的过程及“沟槽”产生的方位。
（2）观察结晶雨现象导致钢锭底部的负偏析（沉积锥）。
（3）观察凝固过程中氯化铵形成的基本晶形。
2实验原理及设备2.1实验原理金属凝固过程是从液态转化为固态的过程，从微观来讲，凝固就是金属原子从无序状态到有序状态的排序过程。
也就是液态中无规则原子集团转变为原子按一定规则排列的固态结晶。
从宏观来讲，是把液态金属所储藏的热和凝固潜热通过模壁转移到外界，使液态金属转变成为具有一定形状的固体金属。
整个凝固过程将发生一系列的物理化学变化。
凝固过程的收缩，密度的差异以及温度场的变化而产生的自然对流现象对钢坯的质量影响是特别显著的。
特别是在模铸生产中，大型镇静钢锭由于成分不均匀性而产生Λ形偏析（也就是冶金中常说的倒V形偏析，偏析部位表现在钢锭的柱状晶带上），以及钢锭底部的沉积锥偏析等内部缺陷。
2.1.1 倒“V”形偏析的形成含有不同物质的熔体在凝固过程中，由于温度、密度、体积以及温度场的变化，液体中会产生对流现象。
这种对流现象使流动的液体在通过柱状晶凝固前沿时不易凝固，随着柱状晶的生长延伸而夹入中间，形成带有一定角度的液体流。
在选分结晶过程中，高熔点的物质首先结晶，低熔点的物质向液体中扩散，形成液体流中低熔点的物质富集，我们称为正偏析。
在钢锭的表现形式称为“Λ”形偏析或称倒“V”形偏析。
在钢坯的横断面上通过低倍腐蚀表现得形状又称为“方框形”偏析或称“锭形”偏析。
2.1.2 沉积锥偏析熔体在凝固过程由于选分结晶，高熔点的物质首先形核结晶称为固体。
密度小的物质上浮，密度大的物体自然下落。
根据形核机理，在一定温度下会形成大量的晶体，由于其密度大于熔体而下落，在下落过程逐渐长大，此现象称为结晶雨。
柱状晶向中心生在阻碍了边沿晶体的下落，在底部形成一个锥体，称为沉积锥。
液态金属冷却法制备大尺寸定向燃机叶片凝固过程的实验与模拟
液态金属冷却法制备大尺寸定向燃机叶片凝固过程的实验与模拟卢玉章，申健，张健，楼琅洪（中国科学院金属研究所，沈阳110016）摘要利用高温度梯度定向凝固技术-液态金属冷却（LMC）技术制备了大尺寸燃机叶片，采用ProCAST 有限元模拟软件计算了LMC定向凝固工艺下，不同抽拉速度下大尺寸定向叶片的晶粒组织，预测了拉速对疏松以及杂晶等缺陷的影响。
结果表明：模拟结果与实验结果吻合良好；拉速较高时，凝固界面凹陷，晶粒垂直于凝固界面收敛生长，部分晶粒取向偏离<001>方向角度很大，在缘板部位观察到疏松，叶身靠近缘板部位由于凝固界面曲率增大，出现杂晶等缺陷；拉速较低时，凝固界面平直，晶粒取向偏离<001>方向角度很小，缘板处疏松面积明显减小、位置移向缘板外沿，在叶身靠近缘板处没有出现杂晶。
利用该模型优化LMC工艺参数后制得了质量较高的大尺寸燃机叶片。
关键词液态金属冷却，定向凝固，大尺寸燃机叶片，数值模拟Simulation and experiment of large columnar grain blades processed by the assist of liquid metal coolingLU Yuzhang, ZHANG Jian, LOU Langhong(Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016) ABSTRACT Directionally solidified industrial gas turbine blades were prepared by high gradient liquid metal cooling (LMC) process. The grain structures at various withdrawal rates during LMC process have been calculated with ProCAST software. The microstructure simulation results of the directionally solidified industrial gas turbine blade agreed with the experimental results. The correlation between the shape of the S/L interface and the resulting grain structure has been clearly demonstrated. When the withdrawal rate was high, porosities were observed at the platform. Spurious grains formed at the bottom of the air foil section due to the concave S/L interface. When the withdrawal rate was low, S/L interface was relatively flat. A fairly well-defined <001> texture developed. The area of porosities at platform apparently decreased and the location of defect moved outward to the edge of the platform. No spurious grains were found at the air foil section. Large columnar grain blades were obtained by optimizing theparameter of LMC by the aid of simulation.KEY WORDS liquid metal cooling, directional solidification, large columnar grain blade, simulation0引言随着工业燃气轮机的不断发展，对其关键部件涡轮叶片（图1）的要求也在不断提高[1]。
小学生如何进行简单的凝固实验
小学生如何进行简单的凝固实验小朋友们，你们知道吗？在我们的生活中，有很多有趣的现象，比如水变成冰、蜡烛油变成固体等等，这些都是物质从液态变成固态的过程，也叫做凝固。
今天，我们就一起来探索一下如何进行简单的凝固实验吧！首先，我们要准备好实验需要的材料和工具。
常见的材料有：水、牛奶、食用油、蜡烛、巧克力、盐、模具（比如小杯子、小碗）等。
工具方面，我们需要准备一个温度计、一个炉灶或者加热设备（要在家长的帮助下使用哦）、搅拌棒。
接下来，我们就可以开始实验啦！实验一：水的凝固第一步，把水倒入一个干净的小杯子里，大概装到一半的位置。
第二步，用温度计测量一下水的温度，记住这个初始温度。
第三步，把装有水的杯子放到冰箱的冷冻室里。
第四步，每隔一段时间，就把杯子拿出来，用温度计测量一下水的温度，并且观察水的状态变化。
你会发现，随着时间的推移，水的温度会越来越低，最后水会变成冰，这就是水的凝固过程。
实验二：牛奶的凝固第一步，将牛奶倒入一个小碗中。
第二步，在牛奶中加入一些白醋，然后用搅拌棒轻轻搅拌。
你会看到牛奶开始出现一些小块状的物质。
第三步，把小碗放在一边静置一段时间。
最后，你会发现牛奶完全凝固成了一块一块的，就像豆腐一样。
这是因为牛奶中的蛋白质在酸性环境下发生了凝固。
实验三：蜡烛的凝固第一步，点燃一根蜡烛，让蜡烛燃烧一会儿，使蜡烛油滴下来。
第二步，准备一个小模具，把滴下来的蜡烛油收集在模具里。
第三步，等待蜡烛油自然冷却。
过一会儿，蜡烛油就会凝固成固体的蜡烛，是不是很神奇呢？实验四：巧克力的凝固第一步，把巧克力块放入一个小碗里，然后把小碗放在热水中，让巧克力慢慢融化。
第二步，搅拌融化的巧克力，使其变得均匀。
第三步，把融化的巧克力倒入模具中。
第四步，把模具放在室温下，等待巧克力凝固。
很快，美味的巧克力就凝固成型啦！在进行这些实验的过程中，小朋友们要注意以下几点：第一，一定要在家长的陪同下进行实验，特别是使用炉灶或者加热设备的时候，要注意安全，防止烫伤。
凝固过程数值模拟技术的工艺流程
凝固过程数值模拟技术的工艺流程
一、凝固过程数值模拟技术准备阶段
1.确定模拟对象
（1）确定需要模拟的凝固过程
（2）确认模拟材料和条件
2.收集数据
（1）收集材料热物性数据
（2）获取凝固过程参数
二、建立凝固过程数值模型
1.选择模拟软件
（1）选择适合的数值模拟软件
（2）确保软件支持凝固过程模拟
2.建立数值模型
（1）设定凝固过程边界条件
（2）确定数值计算方法
三、模拟凝固过程
1.运行数值模拟
（1）输入数据并运行模拟程序
（2）监控模拟过程
2.分析模拟结果
（1）分析凝固过程中的温度变化
（2）观察凝固结构形成
四、优化模拟结果
1.调整模型参数
（1）根据模拟结果优化参数
（2）重新运行模拟
2.比对实际数据
（1）与实际凝固过程数据比对
（2）调整模拟模型
五、结果验证与报告
1.验证模拟结果
（1）与实验结果进行对比验证
（2）确认模拟结果准确性
2.撰写模拟报告
（1）汇总模拟过程和结果
（2）提出建议和改进建议
以上是凝固过程数值模拟技术的工艺流程的详细。
血液凝固的实验报告
血液凝固的实验报告血液凝固的实验报告血液凝固是人体的一项重要生理过程，它在保护人体免受出血的同时，也为伤口的愈合提供了必要的条件。
为了深入了解血液凝固的机制，我们进行了一系列的实验研究。
实验一：血小板聚集实验在这个实验中，我们使用了一种血小板聚集试剂，该试剂能够诱导血小板的聚集反应。
我们首先采集了一定量的新鲜全血样本，并将其离心分离得到血小板富集的血浆。
接下来，我们将试剂滴加到血浆中，并观察血小板的聚集情况。
结果显示，血小板在试剂的刺激下开始迅速聚集形成血小板血栓。
这种血小板聚集反应是由于血小板表面的受体与试剂结合，从而引发了信号传导通路，最终导致了血小板的聚集。
这个实验结果验证了血小板在血液凝固过程中的重要作用。
实验二：凝血酶原时间实验在这个实验中，我们使用了一种常用的凝血酶原时间试剂，该试剂可以检测血液的凝血功能。
我们首先采集了一定量的新鲜全血样本，并将其离心分离得到血浆。
接下来，我们将试剂滴加到血浆中，并记录下试剂滴加后的时间。
结果显示，试剂滴加后，血浆开始逐渐凝固，最终形成了凝血块。
我们测量了凝血酶原时间，即从试剂滴加到血浆开始凝固所经历的时间。
通过对比不同样本的凝血酶原时间，我们可以评估血液凝固功能的正常与否。
实验三：纤维蛋白原时间实验在这个实验中，我们使用了一种纤维蛋白原时间试剂，该试剂可以检测血浆中纤维蛋白原的含量和功能。
我们首先采集了一定量的新鲜全血样本，并将其离心分离得到血浆。
接下来，我们将试剂滴加到血浆中，并记录下试剂滴加后的时间。
结果显示，试剂滴加后，血浆开始逐渐凝固，最终形成了凝血块。
我们测量了纤维蛋白原时间，即从试剂滴加到血浆开始凝固所经历的时间。
通过对比不同样本的纤维蛋白原时间，我们可以评估血浆中纤维蛋白原的含量和功能。
实验四：血液凝块重构实验在这个实验中，我们使用了一种血液凝块重构试剂，该试剂可以模拟血液凝块的形成过程。
我们首先采集了一定量的新鲜全血样本，并将其离心分离得到血浆。
单晶叶片定向凝固过程的数值模拟研究
摘 要院 高温合金涡轮叶片的缘板部分存在横截面的突然扩展袁 造成定向凝固过程中极易产生杂晶缺陷遥 本文以自主研
发的 M4706DS 合金作为研究材料袁 采用 Bridgman 定向凝固技术制备某单晶叶片袁 并通过 Procast 数值模拟软件分析定向凝
固过程中叶片缘板处温度场的分布及过冷区域的形成袁 预测叶片缘板产生杂晶的可能性袁 模拟结果显示通过降低缘板部分
Wang Haiyang袁 Zhang Qiongyuan袁 Li Linxu袁 Ma Dexin袁 Yang Zhaohong袁 Zeng Hong
渊State Key Laboratory of Long-life High Temperature Materials, Dongfang Turine Co., Ltd., Deyang Sichuan, 618000冤
第3期 2019 年 9 月 DOI:10.13808/ki.issn1674-9987.2019.03.011
DONGFANG TURBINE
No.3 Sep.2019
单晶叶片定向凝固过程的数值模拟研究
பைடு நூலகம்
王海洋袁 张琼元袁 李林蓄袁 马德新袁 杨照宏袁 曾洪
(东方汽轮机有限公司 长寿命高温材料国家重点实验室袁 四川 德阳袁 618000 )
的抽拉速率袁 可以有效地降低缘板处过冷度袁 从而减少杂晶形成袁 这与定向凝固实验结果吻合良好遥
关键词院 数值模拟袁 单晶叶片袁 杂晶袁 定向凝固
中图分类号院 TG244
文献标识码院 A
文章编号院 1674-9987渊2019冤03-0047-03
Numerical Simulation on Directional Solidification Process of Single Crystal Blade
硫代硫酸钠模拟液态金属凝固实验
ｓｌ ｉｃｔ ｎｗ ｔ ａＳ（ 。一 ｏｉｆ ａｉ ｉ Ｎ ２２） ５ Ｏ ｄｔ ｏ ｉ ｈ Ｕ Ｈ２ ３・ Ｕ
Ｓｈ ｉ ｇｈ ｎｇ，ＬｉＮａ，Ｓｏ ａＭ ｎ ｏ ｎｇ Ｂｏ，Ｌｉ ａｘｉｏ，ＬｉＳｈ ｎｇ ｉ ｕＨ ｉ ａ ｅ ｌ
（ ｃ ｏ ｌｏ ａ ｅ ｉ ｌ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ， ｉｅ ｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅ Ｓ ｈ ｏ ｆＭ ｔ ｒａ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｏ ｃｅ ｃ Ｓ ｙ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｌｉｏ ｉ ｇ， ｓ ａ ４ ５ Ｃｈ ｎ ） ｎ ｃ ｎ ｌｇ ａ ｎｎ Ａｎ ｈ ｎ １ ０ ２， ｉａ １
Ｉ ＳＮ １００２ Ｓ
－ ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．
４９ ６ ５
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实
验
技
术
与
管理 第 ２卷 ７第 ２期２１ ０ ０年 ２月
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Ｃ １ ０４Ｔ Ｎ１ —２ ３ ／
Ｅｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｃ ｎ ｌ ｇ ｎ ａ ａ ｍｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ｌＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｍ ｎ ｇｅ ｎｔ
程 的研 究是 了解 和掌握 金 属 凝 固 的机 理 、 到控 制 凝 找
况 ， 到 可视 化 的效 果 ， 助 于学 生对 理 论 知 识 的理 达 有
解 和掌 握 。
ｌ 实 验 原 理
液态转 变 为 固态 的过程 称为凝 固 。金 属 的凝 固结
固组织 和缺 陷 的基 本 途径 和方 法［ 。但实 验 若 以钢 液进行 浇注 ， 件用金 属模具 制 作成本 高 ， 消耗 大量 铸 要 水 电 ， 需学 时量大 ； 一 方 面钢 水 出炉温 度 高 ， 炼 所 另 冶 及 浇注过 程 中学生要 亲 自动手 操 作 ， 险程 度 高 且 现 危 象 不直观 。因此 设计 了低温模 拟 实验 。 实 验 以硫 代 硫 酸 钠 为 介 质 ， 据 实 验 满 足 相 似 根 性 原理 ［ ， ４ 开发 液 态 金 属凝 固 结 晶 的冷 态 模 拟 实 验 。 ］ 实 验过 程 中 ， 生 可 以透 过 有 机 玻 璃 观 察 到凝 固过 学 程 中 晶核 的 形 成 、 体 的生 长 和 凝 固 缺 陷 的形 成 情 晶
一种凝固过程模拟实验的方法[发明专利]
![一种凝固过程模拟实验的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/98242112f61fb7360a4c65cf.png)
专利名称：一种凝固过程模拟实验的方法专利类型：发明专利
发明人：张杭州,蒋青,朱正海
申请号：CN201811016716.5
申请日：20180831
公开号：CN109087570A
公开日：
20181225
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种凝固过程模拟实验的方法，属于钢铁连铸领域。
本发明的一种凝固过程模拟实验的方法，先对实验装置的实验池进行加热保温，而后将实验溶液倒入至实验池内，再打开第一出水阀和第二出水阀，关闭第一进水阀和第二进水阀；在第一水泵的作用下，热水经第一出水管和第二出水管排出，进而将换热池内以及管道内的热水排空，然后向换热池内通入冷水，换热池内的冷水对金属板进行冷却，实验溶液在金属板表面结晶析出，同时使用观察仪对结晶过程进行观察。
本发明提供了一种凝固过程模拟实验的方法，可以模拟钢液凝固过程中的结晶行为。
申请人：马鞍山尚元冶金科技有限公司
地址：243000 安徽省马鞍山市慈湖高新区霍里山大道北段1669号2栋
国籍：CN
代理机构：安徽知问律师事务所
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【初中物理】初中物理液体的凝固课外实验
【初中物理】初中物理液体的凝固课外实验材料：
五个小杯，20毫升自来水、盐水、雪碧、酸奶和黄酒，以及一个打开的冰箱。
观察过程：
上午8:08，同时将五杯不同的液体放入冰箱的速冻室。
8：28分五种液体没有变化，只是温度降低。
8：48分钟后，自来水没有变化，盐水没有变化，雪碧形成了几个小冰块，酸奶开始凝固，黄酒也开始凝固。
9：08分自来水已结几块小冰块，盐水没变，雪碧下面结成大冰块，上面还有一层液体，酸奶、黄酒已成果冻状。
9：自来水在28分钟时的冰变大，盐水开始有小冰块，雪碧变成固体，酸奶变成硬果冻，黄酒形成大冰块，上面有一层液体。
10：28分自来水上面还有一层很薄的液体，盐水没有变化，其余三种液体都变成很硬的固体。
11：28分钟时，同时从冰箱中取出五种物质。
除了盐水仍然是一小块冰，其他四种液体变成固体，它们的体积也会发生变化。
自来水23毫升，盐水20毫升，雪碧25毫升，酸奶22毫升，黄酒22毫升。
11：38分盐水已全部成液体，其它也开始溶化。
11分48分。
自来水融化成一个岛，雪碧变成一个大岛，中间的黄酒，酸奶仍然是一样的。
11：58分自来水和雪碧都变成小岛，酸奶已开始软化，黄酒已成液体。
12：08点有一小片自来水，其余的都融化了。
容量恢复到原来的位置。
实验结果：
不同的物质在不同的时间从液体变成固体。
同时，体积变化和溶解时间也不同。
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凝固模拟实验
【实验性质】综合性实验；学时：4 ；选做实验
1实验目的
通过模拟实验了解实际高温钢液凝固过程，观察以下三种现象：
（1）直接观察自然对流现象，目测其流速，观察宏观组织（Λ形偏析）形成的过程及“沟槽”产生的方位。
（2）观察结晶雨现象导致钢锭底部的负偏析（沉积锥）。
（3）观察凝固过程中氯化铵形成的基本晶形。
2实验原理及设备
2.1实验原理
金属凝固过程是从液态转化为固态的过程，从微观来讲，凝固就是金属原子从无序状态到有序状态的排序过程。
也就是液态中无规则原子集团转变为原子按一定规则排列的固态结晶。
从宏观来讲，是把液态金属所储藏的热和凝固潜热通过模壁转移到外界，使液态金属转变成为具有一定形状的固体金属。
整个凝固过程将发生一系列的物理化学变化。
凝固过程的收缩，密度的差异以及温度场的变化而产生的自然对流现象对钢坯的质量影响是特别显著的。
特别是在模铸生产中，大型镇静钢锭由于成分不均匀性而产生Λ形偏析（也就是冶金中常说的倒V形偏析，偏析部位表现在钢锭的柱状晶带上），以及钢锭底部的沉积锥偏析等内部缺陷。
2.1.1 倒“V”形偏析的形成
含有不同物质的熔体在凝固过程中，由于温度、密度、体积以及温度场的变化，液体中会产生对流现象。
这种对流现象使流动的液体在通过柱状晶凝固前沿时不易凝固，随着柱状晶的生长延伸而夹入中间，形成带有一定角度的液体流。
在选分结晶过程中，高熔点的物质首先结晶，低熔点的物质向液体中扩散，形成液体流中低熔点的物质富集，我们称为正偏析。
在钢锭的表现形式称为“Λ”形偏析或称倒“V”形偏析。
在钢坯的横断面上通过低倍腐蚀表现得形状又称为“方框形”偏析或称“锭形”偏析。
2.1.2 沉积锥偏析
熔体在凝固过程由于选分结晶，高熔点的物质首先形核结晶称为固体。
密度小的物质上浮，密度大的物体自然下落。
根据形核机理，在一定温度下会形成大量的晶体，由于其密度大于熔体而下落，在下落过程逐渐长大，此现象称为结晶雨。
柱状晶向中心生在阻碍了边沿晶体的下落，在底部形成一个锥体，称为沉积锥。
由于高熔点的物质成分富集，所以称为负偏析。
2.1.3 减少偏析生成的措施
（1）提高熔体的纯洁度，减少钢中有害元素。
（2）改善熔体的凝固条件控制浇注过程的注温、注速。
（3）改善熔体凝固过程的动力学条件。
2.2实验方法
本实验采用NH4Cl-H2O溶液模拟钢锭凝固过程，NH4Cl-H2O系二元相图如图1所示。
由于NH4Cl-H2O溶液的透明性和NH4Cl-H2O树枝晶体的半透明性，因而可以观察晶体及凝固结构形成的过程，更可形象地观察到晶体的结构。
再者氯化铵溶液熔化焓低，便于模拟实验操作。
由图1可知，氯化铵溶液的浓度超过19.7%以后为过共晶系，实验中可采用35%的
浓度，则氯化铵视为溶剂；水视为溶质（模拟钢水中硫、磷，合金等杂质元素）。
2.3实验装置
实验装置见图2，模型为长方形，用有机玻璃制成。
模型一侧有可注入着色液的小孔，另一侧无侧孔并刻有方格，以便观察凝固过程。
模型的左右两边接冷却筒和保温桶，其接触面为导热良好的厚度为1mm 的铝片。
冷却剂是用液氮制冷的酒精（也可用干冰+酒精），实验时在一边加冷却剂，另一边加保温剂。
示踪剂使用饱和的高锰酸钾溶液。
该液体密度较小，与氯化铵水溶液的比重相似，用医用注射器从侧面小孔注入。
010203040
-20
20
40
60
80
-10
-15.1℃19.7%N H 4Cl+液温度/℃w (N H 4Cl )/%
冰+液液-30
图1 NH 4Cl-H 2O 系二元相图 图2凝固模拟实验装置
天平和放大镜用以配置实验液体，测量和观察凝固厚度及流速。
3实验内容与步骤
本实验采用35%的氯化铵水溶液，配备250ml ，用烧杯在电炉上加热使其融化并保持在80℃。
冷却剂采用600ml 的无水乙醇，用液态氮使其温度降低到-80℃。
保温剂采用600ml 自来水，放在电炉上加热到80℃。
将三种液体温度调好后，同时倒入模型中。
在导热的金属铝片上很快凝固成一层致密的等轴晶（称急冷带），随着导热速率降低，柱状晶开始生长。
在柱状晶带会产生带有一定角度的半透明斜线，称为沟槽（实际是还未凝固的熔融体）。
从注射孔注入高锰酸钾，红色液体沿沟槽上升。
在熔体温度逐渐下降的过程，可以观察到结晶雨现象。
4实验报告要求
（1） 简述实验目的，实验原理；
（2）
根据实验内容绘制凝固过程中的偏析的产生； （3）
描绘Λ形偏析的形成过程； （4）
描绘沟槽形成过程； （5）
根据实验内容绘制结晶雨形成； （6）
根据实验内容绘制凝固组织； （7）
简述减少偏析主要采取了哪些措施。