热膨胀系数简易测量装置研制及若干材料测量

以液氮为冷源,研制了一套基于千分测微器的材料热膨胀系数简易测量装置,能够测量80~353K温区各类固体材料的热膨胀系数,可重复性高于99.3%,不确定度小于3.34%。通过将T1紫铜、6060铝、304不锈钢、尼龙、G10环氧树脂等典型材料热膨胀系数测量数据与文献数据比较,发现两者最大相对偏差小于6.0%,80~353K温区的平均偏差约为3.1%。在此基础上,测量并获得了高低温热环境工程等应用场合常用到的其他一些材料如殷钢、6262铝、316不锈钢、45钢、聚四氟乙烯、ABS塑料等的热膨胀系数数据。

低导电性油品及液氢流体在储罐内的静电电位计算

研究了低导电性油品及低温液氢流体带静电后存储于圆柱形储罐内时形成电位的原理和分布规律。利用贝塞尔函数求解静电场泊松方程和拉普拉斯方程,得到了储罐内液体和气体部分电位值分布的表达式,绘制了电位分布曲线。分析了储罐结构参数、流体性质以及电荷密度等作用参数对于电位大小的影响,并得到电位值随这些参数的变化规律。

低温流体输运过程中的静电积聚和抑制方法

阐述了低温流体静电积聚的形成过程和相关的影响因素,总结了流体静电研究的数值方法以及一些特定形状容器的简易理论模型。通过比较电荷量、电位值以及电流大小测量方法的不同,评价静电测量方法的可靠性,讨论了除传统接地法之外的方法以抑制静电的产生,并针对流体特性有效地进行静电耗散。

民用飞机客舱冬季地面快速加热数值模拟

民用飞机在寒冷地区地面停留较长时间后，由于外部环境温度过低，会导致机舱内温度降低到难以满足人员的热舒适要求，因此在人员登机前需要对客舱进行加热。加热的方法，一是通过飞机自带的环控系统进行，二是采用空调车送风加热，也可以在飞机座舱铺设地板快速加热装置进行辅助加热。本文基于某型民用飞机座舱的真实几何参数，建立了其座舱二维加热模型，对多种加热方案的效果进行了评估，并对其中一种方案进行了实验，结果表明本文所建立的加热模型可以快速分析民用飞机座舱快速加热的效果，可避免复杂的试验测试。

绝缘性流体管内流动时静电电荷密度计算

静电积聚是引发制冷低温工质和化工油品在储存和运输过程爆炸等安全事故的重要原因之一。本文建立了低温绝缘性流体在管内流动时静电起电过程的瞬态理论模型,用于研究包括液氢在内的流体静电电荷密度随时间的变化规律。通过解析方法求解离子流量密度方程和静电场泊松方程,分析了管道半径、液氢等低温流体物性(温度、压力)及雷诺数等参数对流体电荷密度大小的影响。结果表明,电荷密度与上述参数在整体上均成正相关关系,但各参数对电荷密度的影响规律随流体的流动状态(层流或紊流)以及热物性诸如饱和程度、温度、压力及电导率等的变化而不同。

绝缘流体流动静电起电速率实验测量

静电积聚是绝缘性易燃易爆流体的输运和存储最严重的潜在危险之一。研究流体与固体材料摩擦产生静电的速率是揭示流体静电积聚特性的关键问题。本文设计并搭建了一套旋转圆盘静电起电和测量系统,对常见的绝缘性油品如变压器油等多种流体进行了不同工况下的实验测试,获得了线速度、温度、流体黏度等因素对于起电速率的影响规律。实验结果表明,流体起电速率基本上均与流动线速度呈正比,而与温度的关系相对复杂,在一定的温区内存在最低起电速度所对应的温度。也定量地验证了绝缘性更强的流体起电速率更大这一定性特征。