新型绿色单组元液体推进剂发展现状与趋势

随着对生态环境、安全的日益关注以及航天推进技术的不断发展,对推进剂提出了绿色无毒的性能要求,新型绿色单组元液体推进系统成为航天推进的重要研究方向之一。硝酸羟铵基单组元液体推进剂(HAN基单组元推进剂)和二硝酰胺铵基单组元液体推进剂(ADN基单组元推进剂)具有绿色无污染、密度大、比冲性能可调节、饱和蒸汽压低和使用维护成本低等特点,可以应用于卫星、飞船、运载火箭等飞行器的姿轨控动力系统,二者均已完成多次飞行演示验证并获得应用,受到了各国航天领域的广泛关注。

季膦萘磺酸盐离子液体与甲基膦酸二甲酯协同阻燃环氧树脂

合成了一种新型季膦萘磺酸盐室温离子液体[TBP]NS,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振波谱(1H NMR和31P NMR)确定了其结构,并将其与甲基膦酸二甲酯(DMMP)复配用于制备阻燃环氧树脂.阻燃性能测试结果表明,当在环氧树脂(EP)中加入质量分数为6%的[TBP]NS和4%的DMMP时,所得阻燃环氧树脂EP/4%[TBP]NS/6%DMMP的极限氧指数达到31.2%, UL-94垂直燃烧通过V-0级别.与纯环氧树脂相比,该阻燃环氧树脂的峰值热释放速率(PHRR)降低了59%,总热释放(THR)降低了43%,峰值CO释放速率(PCOP)降低了41%,残炭率升高了97%.[TBP]NS和DMMP在氧指数、垂直燃烧和锥形量热测试中均展现出优异的协同阻燃作用,并且表现出良好的炭化能力和降热效果.在力学性能方面,与单纯加入DMMP的环氧树脂相比,EP/4%[TBP]NS/6%DMMP的拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度均有提高.

离子液体在无机合成中的应用

本文介绍了离子液体在无机合成中的应用。简要讨论了离子液体作为模板剂、溶剂和前驱体在合成中的主要作用,还简要介绍了离子液体与目标产物表面的相互作用类型及在“几何匹配原理”指导下离子液体的选择性吸附。

应力波作用下水平倾向液体充填岩石节理动态响应规律试验

地下岩体工程中,液体充填岩石节理不可避免会受到地震、爆破等动力扰动。由于液体具有流动性,不同倾向节理中的液体呈现不同空间分布状态,受应力波扰动后液体的运动状态也相异。为阐明应力波作用下水平倾向液体充填岩石节理动态响应规律,利用辉长岩切槽试样、有机玻璃管与丙三醇制备了液体充填岩石节理试样,采用类霍普金森杆试验测试系统,开展了液体充填岩石节理试样的竖向冲击加载试验,考虑了节理匹配系数(J_(MC))、液体体积分数与黏度3个影响因素,并从应力波透射能量与液体运动2个方面分析了液体充填岩石节理动态响应规律。试验结果表明:液体充填岩石节理J_(MC)增大,应力波透射能量增大;随着液体体积分数增大,高幅低频应力波的透射能量单调增大,低幅高频应力波的透射能量先不变后增大;当液体体积分数为50%时,应力波透射能量随着液体黏度增大而减小,而当液体体积分数为100%时,应力波透射能量随着液体黏度增大呈现先减小后增大的趋势;节理边界处,液体运动方向垂直于水平节理面向上,节理排液能力和液体运动剧烈程度随液体黏度增大而减弱。

重复使用运载火箭液体动力技术发展

重复使用是未来运载火箭更新换代的技术发展趋势,是降低航天发射成本、实现规模化航天发射的有效途径。重点概述了国内外垂直起降重复使用运载火箭动力技术的发展现状,分析了垂直起降重复使用运载火箭发射和回收全任务剖面,总结了垂直起降重复使用运载火箭动力技术的特点,包括宽范围入口压力多次启动技术、大范围快速高精度推力调节技术、故障诊断及健康管理技术、状态检测与维修维护技术等。

液体火箭发动机健康监控技术研究进展

液体火箭发动机健康监控技术作为保障运载火箭安全、可靠发射的核心关键技术,经过几十年的发展,有力推动了航天事业的进步。介绍了液体火箭发动机健康监控技术中故障检测与诊断、容错控制与健康监控系统研制等技术的研究现状与发展趋势;梳理了健康监控领域面临的重难点问题,并提出相应的解决方案。分析展望了液体火箭发动机健康监控技术未来发展趋势,为从事火箭发动机健康监控技术研究的科研人员提供参考。

MOFs基多孔液体的合成及其气体吸附分离的应用

多孔液体(PLs)是一种兼具多孔固体材料与流动液体材料两者优点的新型材料,自2007年PLs的概念首次被提出以来,已经受到了广泛关注。目前,基于不同多孔客体(如多孔有机笼、金属有机多面体、共价有机框架、多孔碳、沸石、空心硅、金属有机框架等)的PLs陆续被报道,作为多孔客体,其中金属有机框架(MOFs)由于其比表面积大、可调的孔隙结构、良好的热稳定性及化学稳定性等优点,成为制备PLs优异的先进多孔客体,但目前鲜有基于MOFs的PLs的专门综述。以UiO-66、ZIF基PLs为代表归纳了MOFs基PLs的合成进展,并总结了其在气体吸附分离领域的应用,最后,对MOFs基PLs的未来发展进行了展望。

纤维素生物质与废塑料共催化热解制取富烃液体燃料的研究进展

生物质能是国际公认的零碳可再生能源,其高效利用成为缓解能源与环境危机的关键,并对中国实现“碳达峰”和“碳中和”的目标具有重要意义。纤维素生物质与废塑料的共催化热解技术,不仅能制备高附加值的富烃液体燃料,还可达到“以废治废”的目的,进而实现生物质与废塑料的高效资源化利用。本工作从生物质与废塑料高值化利用的角度出发,对生物质和废塑料共催化热解制备富烃液体燃料的研究现状进行了综述,介绍了纤维素生物质和废塑料的基础化学特性差异,论述了废塑料种类、催化剂种类、物料和催化剂比例、催化热解温度等因素对生物质和废塑料共催化热解生物油产率和品质的影响,阐述了生物质和废塑料单独催化热解过程中的化学反应机理,并揭示了共催化热解过程中的协同反应机理,展望了该领域未来的发展方向,为生物质与废塑料的高附加值利用提供参考与思路。

液体饲喂对猪生长及肠道功能影响的研究进展

液体饲料是将干饲料与水或液态工业副产物按一定比例混合后,经发酵或非发酵制备而成。与饲喂干饲料相比,液体饲喂具有改善仔猪断奶应激,提高平均日增重、平均日采食量、降低料重比,提升肠道消化系统酶活力,减少病原体在肠道中的数量,增加肠道中有益菌的丰度,改善肠道形态,降低肠道通透性等优点。文章综述液体饲喂的分类、液体饲喂系统、发酵液体饲料的生产和品质、液体饲喂对猪生长性能和肠道功能的影响等,总结和展望目前液体饲喂存在的问题,以期为液体饲料在生猪养殖领域的推广及应用提供参考。

离子型短点火延迟自燃液体推进剂研究进展

自燃液体推进剂不仅可简化液体火箭发动机设计,而且可实现多次无故障点火,并提高动力设备的运行安全性,是航天推进技术领域的研究重点之一。降低自燃推进剂点火延迟时间,不仅可提高发动机启动过程可靠性及推进剂燃烧效率,也可避免推进剂积存在燃烧室内导致启动时产生过高的压力峰或激发剧烈振荡燃烧而发生爆炸。自燃离子液体(HILs)因蒸汽压低、物化性质可调节、毒性小等优点,有望弥补或替代肼类物质作为自燃液体推进剂燃料。以点火延迟时间小于5 ms的燃烧性能特点为核心,对短点火延迟时间HILs以及复配体系的合成制备方法进行了综述。针对自燃推进系统提出的要求,尽管现有短点火延迟的HILs或复配体系有成为未来绿色自燃推进剂燃料的潜质,但存在黏度高、燃烧产物复杂、比冲低等制约性问题。因此,还需在性能提升、工程适用性、系统匹配性等方面开展理论和试验研究,以加快HILs或复配体系早日走向工程应用。

液体门控机制及基本性质测定——化学“101计划”表界面性质测量实验新设计

介绍一个涵盖界面化学、物理化学与仪器分析等多学科的基础实验。本实验融合前沿科技成果“液体门控技术”,以自主研发的液体门控教学测试分析仪(压力阈值仪)的设计原理和先进表征技术特性为基础,结合本科生化学“101计划”中的化学测量学实验——液体门控机制及基本性质测定,创新教学模式,丰富化学测量学实验中关于界面科学表征的课程设计。

大球盖菇液体菌种繁育工艺研究

【目的】优化大球盖菇液体菌种培养基,探究液体培养过程中的生长规律,确立液体菌种繁育栽培种工艺参数。【方法】以大球盖菇8号为试验菌株,以菌丝体生物量为评价指标,采用单因素和正交试验L9(34)优化液体菌种培养基。测定液体菌种菌丝体生物量,还原糖和氨基氮含量,羧甲基纤维素酶、淀粉酶、酸性蛋白酶、漆酶胞外酶酶活生理生化指标,确立优化配方的液体菌种最优培养时间。以平均满袋时间为指标,确立液体菌种扩繁栽培种接种量、培养基配方颗粒度和碳氮比。【结果】优化得到大球盖菇液体菌种最优配方为葡萄糖20 g·L^(-1)、小麦粉30 g·L^(-1)、酵母粉0.75 g·L^(-1)、磷酸二氢钾1.00 g·L^(-1)、硫酸镁0.50 g·L^(-1)、起始p H 5。培养第8天时,大球盖菇菌丝体生物量最大,为1.66 g·hm L^(-1);液体培养过程中还原糖含量由12.23 mg·m L^(-1)降至1.38 mg·m L^(-1),氨基氮含量由0.09mg·m L^(-1)降至0.06 mg·m L^(-1);羧甲基纤维素酶和淀粉酶酶活在第4天最高,酶活分别为6.49、5.16 U,酸性蛋白酶酶活在第2天最高,酶活为1.80 U,漆酶酶活在第6天最大,酶活为1.63 U。液体菌种扩繁栽培种生产工艺参数:接种量为15 m L,菌包培养基配方颗粒度的粗细木屑比为7∶3,碳氮比为50∶1。【结论】大球盖菇液体菌种活性与上述指标具有一定的相关性,结合发酵液生理生化指标,判定第7天的液体菌种活力最高。利用大球盖菇液体菌种扩繁栽培种,平均满袋时间为23.7 d,缩短生长周期2.7 d。本研究建立配套的制种工艺,为大球盖菇栽培种工厂化生产技术奠定基础。

基于QCM液体密度响应模型测量油品含水率研究

油田开发中一直存在高含水率和低含水率测量不准确的问题,新型可再生的生物柴油,同样需要控制含水率以保证热值和稳定性。文中提出一种基于石英晶体微天平(QCM)液体密度响应模型的油品含水率测量方法,通过5组标准甘油溶液进行模型验证,结果表明,实验值与理论值的误差小于5%,并且在低含水量和高含水量2种情况下,误差幅度小于1%。重复性实验验证了模型的有效性。现场测量实验结果证实了模型的适用性。

高超声速气流中支板液体喷注的数值研究

斜爆轰发动机燃烧室爆轰燃烧是预混燃烧,发动机进气道燃料预混是斜爆轰发动机运行的前提和关键.现有研究多集中于气相燃料,针对更加接近工程实际的液体燃料研究较少.高超声速来流与液相作用伴随着更多流动物理过程,影响参数多,研究更为复杂.文章采用数值模拟手段,求解二维可压缩雷诺时均Navier-Stokes(RANS)方程,结合CLSVOF(coupled level set and volume of fluid)相界面捕捉方法.以高超声速横向来流与液相射流作用模型,系统研究了来流马赫数、液相射流角度和速度对液相燃料破碎、输运及混合的动力学行为的影响规律.在高超声速气流作用下,射流液柱受压力梯度影响向下游弯曲随气流运动,逐步呈现出液柱、连续液膜、液丝状、液块状和气液混合层5种液相演化形态.液相射流角度和速度对液相连续液膜特征和破碎距离有一定作用,进而对下游截面液相分布以及剪切层扰动造成影响.来流马赫数对压力梯度有一定作用,通过压力梯度对下游液相分布的纵向高度造成影响.综合参数分析,液相燃料射流穿透深度与总压损失成正比,改变射流角度是增加穿透深度、提升发动机性能更为有效的方式.

喷射混凝土用无碱液体速凝剂的现状与发展趋势

喷射混凝土常用于隧道、矿山井巷、城市地下空间等施工场景,已成为复杂工程施工必不可少的一种混凝土。速凝剂作为喷射混凝土必不可少的外加剂,经历了高碱粉体和低碱粉体的速凝剂时代,目前,无氯低碱液体速凝剂已得到大规模应用。然而,实际工程对速凝剂产品仍在不断提出更高的要求,液体速凝剂正朝着无氟无氯无碱的方向前进,从而继续推出更好的产品。本文回顾速凝剂的历史进程和发展,着重讨论速凝剂的作用机理,硫酸铝型无碱液体速凝剂主要组分的演变及由此带来的产品研制难题和对水泥基材料性能的影响,并论述课题组在无碱液体速凝剂与水泥的适应性研究方面取得的成果。

装液战斗部液体分散的数值仿真与试验研究

通过建立典型战斗部结构在不同驱动压力、不同动力黏度液体工况下的液体分散流体动力学仿真模型,对战斗部壳体的受力情况进行计算分析,仿真计算结果与试验测试数据对比可知,计算模型可为该装液战斗部壳体的受力规律分析提供支撑。建立了战斗部壳体内部压力测试系统,获得壳体内部轴向的不同部位的压力时程曲线和压力峰值,得出战斗部壳体内部由于压力波的叠加导致战斗部内部壳壁的峰值均高于驱动压力值,位于喷射孔近区的战斗部壳体承受压力值最大,随着与喷射孔距离的增加,压力峰值随之下降;火药产生的驱动压力和液体动力黏度与战斗部壳体的压力值均正相关。

可变焦液体柱面透镜的设计与制作

文章设计并制作了一种基于电磁驱动的可变焦液体柱面透镜,并对其性能进行了测试与分析。研究结果表明:当工作电流在0到1.5A范围内变化时,该柱面透镜焦距随工作电流增大而逐渐减小,焦距变化范围为(8.97mm,+∞),最大横向放大率β为1.6,系统通电响应时间约为20ms,断电衰减时间约为25ms。当工作电流为1.5A时,该透镜的焦距为8.97mm,相应的焦线长度为11mm,焦线宽度为1mm。文章提出的液体柱面透镜,在光束整形、设备扫描和2D/3D可切换显示等领域具有潜在的应用前景。

卵孢长根菇液体发酵培养基配方优化

以卵孢长根菇菌株H1为试材,以菌丝生物量为主要评价指标,在碳氮源单因素试验的基础上,采用Plackett-Burman设计对影响卵孢长根菇液体发酵培养生物量的主效因素进行筛选,通过最陡爬坡试验及Box-Benhnken响应面法对卵孢长根菇液体发酵培养基成分进行优化,以期获取优良液体菌种,为工厂化大规模生产卵孢长根菇提供保障。结果表明,适合卵孢长根菇的最适碳源为玉米粉,最适氮源为豆粕粉。当摇床转速150 r/min、培养温度为25℃时,优化后卵孢长根菇液体发酵培养基成分为葡萄糖25.8 g/L、玉米粉26.0 g/L、KH_(2)PO_(4)1.0 g/L、豆粕粉1.5 g/L、酵母粉1.0 g/L、MgSO_(4)0.4 g/L、维生素B1(VB1)0.01 mg/L,其卵孢长根菇菌丝生物量可达23.2 g/L。与常规培养基对比,培养周期缩短3 d,菌丝活力更高。

咪唑离子液体与辛烷磺酸钠复配体系的聚集行为

采用表面张力法测定了辛烷磺酸钠(SOS)/溴化1-癸基-3-甲基咪唑鎓([C_(10)mim]Br)以及SOS/溴化1-十四烷基-3-甲基咪唑鎓([C_(14)mim]Br)复配体系的表面活性,得到了临界胶束浓度(cmc)、平衡表面张力(γ_(cmc))、表面压(Π_(cmc))、饱和吸附量(Γ_(max))和气液界面吸附分子的最小截面积(A_(min))等参数。应用Rubingh正规溶液理论,计算了混合胶束的组成(X_(1)^|(m))、活度系数(f_(1)^(m)和f_(2)^(m))及分子相互作用参数(β^(m)),所研究的体系均表现出了强协同增效作用,与[C_(10)mim]Br相比,SOS与[C_(14)mim]Br间的相互作用更强。热力学参数的计算结果也表明了混合胶束是自发形成的,且为热力学稳定体系。利用分光光度法测定了体系的浊度,结合目视观察与吸光度数值绘制了各体系的相图,SOS与[C_(10)mim]Br和[C_(14)mim]Br的复配体系均存在3个浓度区,即低均相溶液区、两相区和高均相溶液区。

基于Hessian局部线性嵌入和MLP-Mixer的液体火箭发动机涡轮泵轻量化故障诊断框架

作为液体火箭发动机推进剂输送系统的关键部件,涡轮泵的运行状态直接影响着整个运载系统的性能,然而,现有的故障诊断方法往往面临特性参数选择片面及计算复杂度高等问题。针对上述局限,提出了面向涡轮泵的轻量化故障诊断框架。所提方法利用Hessian局部线性嵌入算法对信号时域、频域及时频特征进行降维,并引入一种轻量化的深度学习模型MLP-Mixer作为分类器,进而实现不同故障状态的辨识。采用某型号涡轮泵试车数据验证了所提方法的有效性,结果表明,该方法能够在保障诊断精度的同时有效降低计算复杂度,提高诊断效率。