汽轮机叶片表面形态对汽缸内流体流动特性的影响研究

汽轮机叶片的形态设计与其气动性能紧密相关。本研究利用数值模拟技术,深入探究了汽轮机叶片表面形态对汽缸内流体流动特性的影响。研究特别关注了无骨、短骨、长骨、倾斜骨这四种不同的叶片形态,并进行了详尽的对比分析。结果显示,叶片表面的骨结构对流体流速、压力分布以及涡旋运动均产生了显著影响。其中,长骨叶片因其独特的设计,使得流体流动更为均匀;而无骨叶片则由于流体接触面积较大,导致流动阻力增大,涡旋现象较为显著。本研究不仅为汽轮机叶片设计提供了宝贵的理论依据,也对未来的相关研究工作产生了积极的推动作用。

基于毛蚶表面形态的渣浆泵仿生蜗壳耐磨特性研究

为了提高渣浆泵的使用寿命,研究其过流件的耐磨性能十分重要。蜗壳是影响渣浆泵寿命的主要过流件,为了提高蜗壳的耐磨性能,采用仿生技术,借鉴毛蚶表面形态,对渣浆泵蜗壳的耐磨特性进行了研究,开展了渣浆泵蜗壳的仿生设计工作。首先,基于毛蚶表面形态,设计了具有凸起条纹和凹槽的仿生结构;然后,基于DPM模型,引入了McLaury磨损预测模型,建立了渣浆泵固液两相流仿真模型;最后,分析了普通蜗壳与仿生蜗壳的壁面磨损情况、泵内颗粒速度及颗粒分布、泵内流场速度与压力分布。研究结果表明:渣浆泵扬程模拟结果与实验结果误差小于8%,固液两相流仿真模型具有较高精度;仿生蜗壳壁面平均磨损量减小了43.9%,最大磨损量减小了64.6%,仿生蜗壳平均磨损量和最大磨损量均大幅减小;仿生蜗壳的严重磨损区域明显减小,蜗壳螺旋室的磨损更加均匀,仿生设计对蜗壳减磨具有积极意义。仿生结构改变了颗粒-壁面碰撞后的运动方向,使颗粒在蜗壳螺旋室内均匀分布,从而减小了严重磨损区域;同时,仿生蜗壳有利于蜗壳输送颗粒,颗粒更易被流体带走,减少了颗粒停留时间,从而降低了壁面磨损。蜗壳耐磨仿生设计可以为渣浆泵过流件耐磨和延寿提供设计参考和理论依据。

PAN基预氧化纤维表面形态改善的研究

针对热风循环预氧化炉在生产过程中存在的丝束和单丝间热熔并现象和纤维表面杂质颗粒问题进行定向改造。结果表明,在预氧化炉的炉腔内安装分风装置,可以改善风量均匀性,有效解决丝束及单丝间的热融并现象;在预氧化炉加热温区增加循环风扇,同时在循环通道内加装过滤网,可以保持循环风的洁净,大幅减少纤维表面颗粒杂质,从而提升预氧化程度的均匀性及碳纤维性能的一致性,使最终碳纤维的力学性能得以显著提升。

粗糙表面形态对超疏液材料边界条件影响的研究

目的:为了减小粗糙表面边界流体阻力,探寻超疏液材料的基本物理机制和边界效应。方法:通过有限元法仿真和原子力显微镜实验研究了不同粗糙表面形态对超疏液材料边界条件的影响。结果:仿真结果表明,当峰谷粗糙度越小,波峰间距越大时,边界滑移长度越大。而在实验研究中,当峰谷粗糙度增加时,边界滑移长度减小,但波峰间距与滑移长度无关。结论:通过改善超疏液材料表面的峰谷粗糙度和波峰间距,可以更有效地降低边界阻力,它强调了在超疏液材料的设计和制造中避免固液界面阻力的重要性。

推土板表面形态对土壤动态行为影响的离散元模拟

土壤行为的变化过程直接受触土部件结构的影响,研究不同表面推土板作用下土壤动态行为的变化规律和影响因素对于触土部件的优化设计具有重要意义。根据液桥对土壤微观力学结构的影响,在传统离散单元法理论的基础上,建立了土壤颗粒接触非线性力学模型,并对光滑和波纹形表面形态推土板前端土壤的动态行为进行了离散元模拟。结果表明:离散元模拟不仅准确再现了实验中表面形态对板面前端土壤动态行为影响的定性和定量结果,而且通过离散元细观分析从土壤内部土壤颗粒运动合理解释了土壤宏观形态的变化规律以及推土板表面形态对土壤动态行为的影响,即波纹形表面使板面前端土壤波动频率变大,而波动幅度变小。该研究为土壤-机械相互作用分析提供了新的研究思路和手段。

仿生表面形态齿轮的模态分析

在Pro/E中建立了高精度的参数化渐开线直齿圆柱齿轮模型,以工程仿生学和有限元理论为基础,运用MSC.Nastran分析了仿生表面形态齿轮的动力学性能。通过对普通齿轮和仿生表面形态齿轮进行模态分析,分别计算出了其前10阶固有频率和振型。结果表明,与普通齿轮相比,仿生表面形态齿轮各阶最大振幅更小,其固有频率明显降低,且趋势更为平稳,有效地改善了齿轮的动态特性,提高了齿轮的可靠性。

钒和钨负载量对V_2O_5-WO_3/TiO_2表面形态及催化性能的影响

采用浸渍法制备了一系列不同钒和钨负载量的V2O5-WO3/TiO2催化剂样品,对样品NH3选择性催化还原NO性能进行了评价,并用BET、XRD、XPS等手段对催化剂样品的表面形态进行了表征.研究发现,钒的负载量对催化剂的比表面积和催化活性有显著影响,当钒负载量从1%升高到8%时,催化剂比表面积下降了16 m2/g,最高活性温度降低了约100℃.钨起到稳定剂和助剂的双重作用,当钒负载量为1%时,钨负载量从0升高到6%,催化剂比表面积仅下降了3 m2/g,而活性温度窗口向高温和低温各拓宽了约50℃.研究表明钒和钨负载量都能影响催化剂表面的VOx物种,但对催化剂的表面晶型没有明显影响.

特种动物毛纤维表面形态和超微结构的研究

本文应用电镜技术 ,对 3个种类 13个品种的特种动物毛纤维进行了表面形态和超微结构的研究。结果表明 ,不同种的动物毛纤维具有独特的表面形态特征 ,在内部超微结构上存在明显的差别。这一结果 ,对各种纤维的鉴别 ,正确的区分动物的种属 ,提供了可靠的依据。

沙棘叶片表面形态特征与抗旱性的关系

观察比较了抗旱性不同的4个沙棘品种的叶片大小、叶片表皮毛和气孔的形态特征。结果表明,抗旱性强的中国沙棘叶片小,表皮毛层数多,气孔小,气孔密度大;抗旱性差的俄罗斯大果沙棘叶片大,叶表皮毛层数少,气孔大,气孔密度小;两个杂交品种介于两者之间,更趋近于母本。说明叶片大小、叶表皮毛层数和气孔大小、气孔密度等指标与沙棘抗旱性密切相关。

预应力硬态切削的残余应力及表面形态

理论分析和实践表明,已加工表面上合适的残余压应力分布能提高机器零部件的表面质量和接触疲劳寿命.文中针对轴承套圈外滚道表面的残余应力问题,采用预应力硬态切削方法,来主动控制轴承零件加工表面的残余应力状态,提高轴承零件的疲劳寿命.通过切削实验对比,分析了硬态干式切削、预应力硬态切削和磨削三种方法加工轴承套圈得到的加工表面残余应力和加工表面硬度,并对轴承套圈的加工表面形貌和状态进行了研究.结果表明,预应力硬态切削方法可以在轴承套圈加工表面获得合适的残余压应力状态和良好的表面质量.

场发射扫描电镜在现代河流沉积石英颗粒表面形态特征研究中的应用

石英具有稳定的物理化学性能,能够较好地保存各种地质营力在搬运和沉积过程中形成的微观形貌特征。这些表面形态特征可以用来反映沉积物的源区、搬运动力、沉积环境与演化历史等信息。利用场发射扫描电镜对黄河下游边滩沉积物中石英颗粒表面形态特征进行了观察研究,并统计计算了35种表面形态特征出现的频率分布。结果表明,其发育机械成因、化学成因及机械+化学成因3大类共22种表面形态特征。其中V型撞击坑大量出现;棱角—半棱角轮廓、中贝壳状断口、直形阶梯、溶蚀坑、中浮雕和高浮雕一般发育;圆形轮廓、小贝壳状断口、大贝壳状断口、弓形阶梯、曲型脊线、平行节理面、翻板、新月型撞击坑、定向溶蚀坑、溶蚀裂缝、低浮雕和弓形曲型多边形裂纹少量出现;碟形坑和黏附颗粒极少量出现。其总体表面形态特征表明其搬运时间和长距较短,在流水中并未经过长期磨蚀,棱角轮廓被保留,表面形态改造程度较弱,表面起伏程度较高。其机械形态组合说明石英颗粒处于高能水动力条件下搬运,发生过强烈地机械碰撞与磨损。发育的溶蚀坑证明搬运水体化学性质活泼,石英颗粒在受到强烈机械作用的同时,化学作用亦十分明显。获得了典型河流沉积的标志性形态特征:颗粒一般均有磨圆,以半棱角轮廓为主,随搬运距离越远磨圆度越高;表面起伏程度较高,以高、中浮雕为主;最重要的特征是机械成因形成的V型撞击坑大量发育;各种大小的贝壳状断口及阶梯共生在一起,较发育;水下化学作用明显,溶蚀现象大量出现,溶蚀坑较发育。该研究弥补了国内现代河流沉积物石英颗粒表面研究空白,虽然这些微观形貌的深层意义还有待进一步研究,但这将为沉积过程及其环境意义的研究提供新的思路和证据。

蜂窝状微孔结构纤维表面形态观察及其统计分析

为研究蜂窝状微孔结构纤维的表面形态和微孔特征,选取不同批次的纤维试样,采用不同浓度的洗涤剂对纤维表面进行处理,利用扫描电镜拍摄SEM照片。由实验可知用1.5%碱溶液清洗过的纤维表面形态最利于观察。对微孔的形状及其种类进行观察和分析,发现大多数纤维表面分布着线形形状的微孔,其中少量特殊的纤维,其表面的微孔接近椭圆形,利用图形处理工具测量了各种微孔的几何尺寸,运用统计软件统计微孔孔径的尺寸分布,提出了表征孔径的参数。

酶处理对羊毛纤维表面形态的影响

针对羊毛纤维具有染料上染困难,织物穿着时易毡缩等缺点,将羊毛纤维进行酶处理,通过对处理后羊毛纤维的表面壁障、不同时间染料的上染情况以及Allworden反应,分析研究了酶处理后羊毛纤维表面形态的变化,并得出了羊毛酶处理的最佳优化工艺。

高速切削刀具磨损表面形态研究

对立方氮化硼刀具、陶瓷刀具、涂层刀具及超细晶粒硬质合金刀具高速铣削灰铸铁、调质45#钢和淬硬45#钢时的刀具磨损形态及其磨损机理进行观察和分析.结果表明:在高速切削条件下,不同刀具材料与工件材料匹配时的刀具磨损形态主要表现为前刀面磨损、后刀面磨损、微崩刃、剥落和破损等;高速切削时刀具的前刀面磨损形态不同于常速切削时的磨损形态,即磨损不表现为月牙洼的形式,而是表现为切削刃处磨损最大的斜面磨损形式,前刀面磨损区域随切削速度提高而减小,但磨损深度增大.研究结果可用于指导高速切削刀具材料的设计、合理选用及刀具磨损控制.

木聚糖酶处理后麦草浆的表面形态及化学组成

采用木聚糖酶对麦草浆进行处理,研究了木聚糖酶处理对麦草浆表面形态及化学组成的影响.发现酶处理可以改变麦草浆的表面形态及化学组成,酶处理后的麦草浆变得柔软,纤维表面变得粗糙,出现明显的裂隙和沟槽.ESCA、SEM分析结果表明:经木聚糖酶处理后,麦草浆表面木素含量提高;且随着木聚糖酶用量的增加,处理后的麦草浆表面木素的含量也随之增加.

仿生表面形态对齿轮弯曲疲劳性能的影响

以工程仿生学为基础,利用试验优化设计方法设计试验方案,采用激光图形雕刻加工实现齿根处的仿生表面形态,研究仿生表面形态齿轮和普通齿轮的弯曲疲劳性能。试验结果表明,与普通齿轮相比较,具有仿生表面形态的齿轮试件的弯曲疲劳寿命提高了1.06～1.42倍,仿生表面形态改善了齿轮的抗疲劳性能。

填料表面形态对等离子体脱除NO_x的影响

填充床式等离子体反应器在NOx脱除方面有着显著的优势,其中填料的参数对处理效果有很大影响,以往报道多集中在填料尺寸方面的影响。为分析反应器能量利用效果,优化等离子体辅助催化系统,着重研究了填料表面形态对NOx脱除的影响情况,考查不同能量密度、电源频率条件下NOx的转化;测试了放电过程中的主要活性物种甲醛的含量,研究了表面形态对甲醛生产的影响,在此基础上得到甲醛生成量与NOx转化之间的关系。实验结果表明填料表面形态的改变会影响NOx的转化以及甲醛的生成;另外,NO的去除率与甲醛的生成量存在着正相关性。

北京常见绿化树种叶表面形态与PM_(2.5)吸滞能力关系

文章以北京大兴南海子公园常见绿化树种为研究对象,应用气溶胶再发生器对植物叶片在自然状态和饱和状态下PM_(2.5)吸滞量进行定量分析,分析叶表面微形态特征。结果表明:不同树种自然状态下单位面积PM_(2.5)吸滞量存在显著差异,整体表现为针叶树种显著高于阔叶、灌木树种,其中桧柏、油松PM_(2.5)吸滞量较大,银杏、杨树吸滞量较小;饱和状态下,PM_(2.5)吸滞量显著增加,但其吸滞能力排序与自然状态下基本保持一致。叶表面存在气孔、细密沟状组织等,有利于叶片吸滞PM_(2.5)等细颗粒物;叶表面光滑,无明显起伏,存在较宽沟壑,不利于叶片吸滞细颗粒物。为合理选择滞尘能力强的绿化树种提供理论依据,从而提高城市绿化植被的环保效益。

辽东湾近岸堆积冰表面形态特征分析

2005年1月在辽东湾盘锦市附近的海滨进行了堆积冰表面形态的现场调查。使用全站仪测量了5条不同起伏程度的堆积冰表面轮廓剖面,利用表面起伏高度数据和表面轮廓线在平均高度处的切角数据分析了堆积冰表面形态特征。对堆积冰区内的3个冰脊进行了内部层状结构观测,外部破碎冰块尺寸测量和1个冰脊涨、落潮时表面高度变化测量。利用这些数据,描述了冰脊内的分层结构;统计分析了冰脊外表层的破碎冰块尺寸并得到描述它们的主要参数值。此外,对冰脊涨、落潮时的表面形态进行了三维仿真绘图并计算了其表面形态参数。

仿生表面形态对齿轮动力学性能的影响

为了实现齿轮的参数化建模,在Pro/e中建立渐开线直齿圆柱齿轮轮齿模型,以工程仿生学和有限元理论为基础,运用MSC.Nastran对普通齿轮和仿生表面形态齿轮进行了瞬态频率响应分析,并通过激光雕刻技术将仿生表面形态加工在齿面上,进行实际的台架试验.试验和有限元模拟结果表明:在相同的内部激励作用下,普通齿轮和仿生表面形态齿轮的响应情况不同,其中仿生表面形态齿轮的形变量最小,可以有效地改善齿轮的动力学特性,提高齿轮的可靠性.