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关键词： 轴流泵   泵装置   叶轮   熵产   流动损失   结构强度  

摘要： 为了研究立式轴流泵装置的流动损失特征及叶轮疲劳可靠性,对立式轴流泵装置进行了全流道的三维数值模拟,并采用流动熵产理论分析了过流部件的流动损失特征,基于单向流固耦合理论求解了nD值相等时几何相似、结构尺寸不同的叶轮的应力应变,并根据疲劳累计损伤理论对叶轮进行了疲劳可靠性的预测.研究结果表明,立式轴流泵装置内部流动损失主要与湍流流动增加的湍动耗散熵产有关,湍动耗散熵产远大于直接耗散熵产,导叶体的湍动耗散熵产最大.当nD值相等时,随着叶轮直径的增大,叶轮的最大应力及最大变形位移均逐渐减小,最大应力出现在叶片压力面与轮毂的连接位置,等效应力沿叶片展向从轮毂至轮缘逐渐减小,最大变形位移出现在叶片进水边的轮缘处.随着叶轮直径的增加,最小疲劳安全系数逐渐增大,从叶轮的疲劳安全系数角度考虑,应适当增大叶轮的直径,降低叶轮的转速.

关键词： 视频小卫星   势函数   拟欧拉旋转   视觉跟踪   防脱靶  

摘要： 针对视频小卫星与观测目标存在较大初始相对姿态偏差和角速度，目标容易偏离相机视场造成脱靶的问题，设计了一种视频小卫星目标跟踪视野分区防脱靶控制方法，该方法将星载相机矩形成像视野按照内切圆划分为内外两部分，内切圆内部和外部分别基于势函数和拟欧拉旋转法设计跟踪控制器，并利用Barbalat引理证明两个区域控制律的渐近稳定性，同时在理论上证明了目标进入视野内切圆区域后，在基于势函数的控制器作用下可以确保不脱靶。通过控制器对比仿真，结果表明拟欧拉旋转法相比于PD控制具有更强的抑制目标偏离视场能力，结合拟欧拉旋转法和势函数法的视野分区控制与全视场的拟欧拉旋转法相比，能够有效实现对较快速机动目标的防脱靶控制，从而实现连续跟踪观测。

关键词： 多函数模型   表面张力   物理化学实验   非线性拟合   Origin软件  

摘要： 为了更深入地研究表面张力的经典实验,利用Origin软件,采用多种函数模型对表面张力与浓度曲线分别进行拟合,并对每种函数拟合的优缺点加以讨论。其中对数函数拟合数学准确性较高,同时兼具物理意义,更贴切实况。明确了表面张力与浓度拟合的经典实验中以对数函数模型最为适宜。

关键词： 激光热应力成形   弯折区   比能   表面张力   形貌   硬度分布  

摘要： 目的针对激光热应力成形弯折区增厚现象,揭示激光热输入、弯曲角度和成形机制对弯曲过程的影响,以及弯折区域形貌的演变规律,为提高激光热应力成形弯折区域的形貌可控性提供参考。方法采用高速相机拍摄成形过程中热输入和弯曲角度对弯折区的宏/微观形貌的作用效果,并采用共聚焦显微镜观察试样的宏观形貌,采用光学显微镜分析微观组织,通过维氏显微硬度计测量弯折区附近材料的硬度分布情况,同时结合温度场数值模拟和表面张力理论分析,揭示弯折区形貌的影响因素及形成机制。结果在低比能作用下,弯折区的熔融材料在激光扫描结束后快速凝固,并在扫描次数逐渐增加的过程中其表面逐渐隆起,并形成凸起状形貌,表面粗糙度随着扫描次数的增加呈现上升趋势,由5.5μm增至37.6μm。在高比能作用下,熔融材料的流动性得到提升,并在表面张力的作用下充分铺展,宏观形貌由凸变平,最后呈现凹形形貌,表面粗糙度随着扫描次数的增加呈现相反的变化趋势,由31.7μm减至5.8μm。此外,在塑性成形过程中,熔池流动仍受到成形角两侧壁面的限制。硬度测试结果表明,激光热应力成形弯折熔凝区域的硬度略高于基体的硬度,热影响区的硬度比基体的硬度降低了40%。结论激光热输入、弯曲角度和成形机制会影响弯折区材料表面的挤压、熔化、流动、凝固过程,以及材料内部的温度梯度和界面表面张力,在这些因素的影响下弯折区域的轮廓形貌、成形粗糙度、显微组织和硬度分布发生了变化。

关键词： 飞秒激光   面齿轮材料   流体力学模型   烧蚀形貌特征  

摘要： 在分析研究飞秒激光精微加工面齿轮材料18Cr2Ni4WA机理的基础上,提出一个综合考虑表面张力、Marangoni力、浮力、重力和蒸气反冲压力等多种因素的流体力学模型,描述固液相变和气液相变的过程。通过模型仿真和试验,研究飞秒激光不同脉冲数、能量密度和重复频率对烧蚀凹坑深度和边缘形貌的影响。研究结果表明,随着激光脉冲数和能量密度增加,凹坑深度增大,烧蚀凹坑边缘均有不同程度的凸起;随着激光重复频率增加,烧蚀线凹槽深度增大,当重复频率为300 kHz时,烧蚀形貌较好;当重复频率为500 kHz时,烧蚀线凹槽内有较多熔融堆积物,烧蚀形貌较差。这些研究成果为改善飞秒激光精微加工面齿轮材料表面形貌质量提供了依据。

关键词： 低渗致密气藏   防水锁剂   表面张力   拟黏附功   岩心渗透率恢复率  

摘要： 基于吐哈油田低渗致密气藏,研发一种新型气藏防水锁剂GY-HE85,对其界面张力、表面张力和润湿性等基本性能进行研究,并分析了岩心渗透率恢复效果。实验结果表明,氟碳表面活性剂与碳氢表面活性剂复配后,碳氢表面活性剂除降低界面张力的作用之外,由于异电性亲水基之间强烈的静电吸引作用,表面活性剂分子在更低含量即可达到饱和吸附,还可降低表面活性剂的使用量。防水锁剂GY-HE85含量为0.1%~0.5%(w)的溶液时,表面张力为20.23~47.52 mN/m,随着溶液含量减小,拟黏附功逐渐降低,降幅呈“先快后慢”趋势,防水锁剂GY-HE85溶液优选含量为0.3%(w)。防水锁剂GY-HE85溶液具有较好的抗吸附性能,岩心渗透率恢复率在86.44%~91.20%,较好地预防了致密气藏储层“水锁”现象的发生。

关键词： 洗衣液   沐浴露   气泡能   表面张力   水膜   微重力   表面活性剂   液膜  

摘要： 一个气泡能存活多久取决于许多因素。空间站中的水膜实验表明,在微重力情况下,水膜构成的气泡不会很快破裂。而在地面上由于受到重力的影响,气泡的液膜受力不平衡,很快就会破。为了制造出寿命更长的气泡,人们会在液体中加入一些表面活性剂,例如沐浴露、洗衣液中常用的十二烷基硫酸钠(SDS),通过改变表面张力让气泡更加稳定。

关键词： 表面张力   平板法   变形铂金板   有效润湿长度  

摘要： 铂金板是平板法测量液体表面张力的关键元件,但频繁经历清洗和灼烧极易使其变形,导致测量结果不准确。更换新板不仅增加实验成本,也影响实验连续性。为此,提出了一种变形铂金板的校正方法。描述了平板法测量液体表面张力的工作原理,分析出影响变形铂金板测量不准确的原因在于其有效润湿长度不再等同于其周长;在此基础上建立了变形铂金板有效润湿长度的求解模型;设计了不同温度、不同试剂条件下使用变形铂金板测定表面张力实验,验证了该校正方法的准确性和有效性。结果表明,校正后变形铂金板所测得的表面张力与参考值的偏差在0.200 mN/m以内,相对偏差在0.50%以内,符合液体表面张力的测量需求。研究结果保证了变形铂金板测量表面张力的准确性,实现了铂金板的重复利用。