氢预冷涡轮发动机研究进展及关键技术

高速涡轮发动机及其组合动力装置是高超声速飞行器技术的基础和关键。随着飞行马赫数提高,来流空气总温显著升高,发动机推力急剧减小。在此背景下,进气预冷成为扩展航空涡轮发动机工作速域的主要方向。液氢同时具备高热值和高热沉,是燃料换热预冷的理想工质。因此,氢预冷涡轮发动机被视为实现临近空间高超声速飞行的重要技术之一。回顾了国外氢预冷吸气式发动机的发展历程,分析了各型发动机的主要特点,并根据预冷目的归纳总结了面向氢氧火箭以及面向冲压或涡喷发动机的2类氢预冷技术。在此基础上,考虑氢预冷涡轮发动机的工作需求,对其研发中的关键技术进行了梳理。与传统航空发动机相比,氢预冷涡轮发动机由于采用了新的循环、燃料和结构,给总体、传热、燃烧、材料等方面带来了诸多挑战。其中的关键技术包括:预冷系统与发动机总体性能的全工况稳态和动态匹配技术;高功重比预冷器的设计、成型和防冰技术;氢燃料动态高精度计量和燃烧控制技术;涉高压氢部件的氢损伤抑制及预测技术等。

乡村遗产价值研究——以婺源李坑村为例

婺源古村落地处古徽州地区,浓郁的古徽州文化和适宜的地理条件孕育出许多历史悠久的古村落,大部分村落文化都受古徽州文化的浸润。文章以江西省婺源县内的代表性古村落李坑村为例,从历史价值、科学价值、艺术价值、文化价值、社会价值、经济价值六个方面挖掘李坑村的乡村遗产价值,学习和借鉴先人优秀的乡村选址和规划设计手法,以期为当代乡村规划和建设管理提供依据。

基于三维PDPA的旋流式GDI喷油器喷雾特性

搭建了一套基于三维相位多普勒测试技术(PDPA)的开放式喷雾试验台,对旋流式汽油缸内直喷(GDI)喷油器的喷雾特性进行了研究.对不同时刻横、纵两个截面上喷雾的流动状态和粒径分布进行了耦合分析.结果表明:在喷雾充分发展阶段,喷雾内部近喷嘴区域发生空气卷吸,粒径较小的油滴以20,m/s左右的速度朝喷嘴运动;受空气卷吸的影响,喷雾方向在距喷嘴为10,mm附近发生明显偏转,下游的喷雾锥角减小.喷雾充分发展阶段,在距喷嘴为10,mm的横截面上半径r=2,mm附近,油滴以较低的速度沿法向向外运动;随着半径增大,油滴运动方向逐渐转变为切向.喷雾轴线附近索特平均粒径(SMD)较低,为10~15,μm,随着测量点向外移动,SMD呈现先增大后减小的趋势,最大值约为25,μm.

棕榈油生物柴油掺混燃料宏观与微观喷雾特性

在定容弹内,利用高速摄影法和相位多普勒粒子测试技术(PDPA)对比研究了棕榈油生物柴油(PME)、柴油以及PME体积分数为30%,的掺混燃料的喷雾特性,探究了喷射压力、背压和燃料物性对喷雾的宏观和微观特性的影响.结果表明:随着喷射压力提高,DV90显著降低,而DV10和DV50略有下降,说明喷射压力的提高促进了油滴的破碎;随着背压升高,DV10和DV50大幅上升,而DV90略有升高,表明背压的提高促进了油滴的聚合;在研究的工况范围内,油滴粒径分布与Rosin-Rammler函数吻合良好;随着喷射压力和背压的提高,粒径分布的离散程度逐渐降低;相比于柴油,PME的索特平均粒径(SMD)较大,DV10、DV50和DV90较大,粒径分布的离散程度较高.

发动机罩盖用尼龙6增强材料的研究

研究了PA6增强材料的发动机罩盖专用产品,随着PA6粘度的增加,材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度增加,熔融指数(MFR)降低。在PA6-GF27-GB3体系中,使用2.0粘度PA6树脂的配方拉伸强度为159.2 MPa,弯曲强度为225.5 MPa,无缺口冲击强度为45.7 kJ/m2,熔融指数为13 g/10min。2.45粘度配方的拉伸强度为163.3 MPa,弯曲强度为237.3 MPa,无缺口冲击强度为52.3 kJ/m2,熔融指数为24.2 g/10min。2.7粘度配方的拉伸强度为178.0 MPa,弯曲强度为251.2 MPa,无缺口冲击强度为69.8 kJ/m2,熔融指数为39.5 g/10min。相比PA6-GF30材料,3%玻璃微珠、碳酸钙、滑石粉的加入,会不同程度地降低材料的强度和韧性。PA6-GF30材料经过150摄氏度,1000小时的长期热老化测试,材料的拉伸强度保留率为87%,缺口冲击强度的保持率为81%。

典型革命文物片区保护与利用策略比较研究——以苏州与石家庄为例

苏州和石家庄作为历史文化名城,红色资源丰厚,五卅路历史文化街区和西柏坡革命片区作为两地特色鲜明且具代表性的革命文物片区,对开展新时代革命文物工作具有重要指导意义。文章通过对两个片区的整体风貌及片区内文物现状和价值进行分析,研究两地对革命文物保护与利用策略的异同,总结做好革命文物工作的方法;并结合实际为更好推进红色旅游,弘扬红色文化提出建议。

黑色母在聚酰胺中的研究与应用

针对黑色母中炭黑难分散、影响力学性能的问题,采用双螺杆挤出机和注塑机制备了聚酰胺(PA)增强复合材料,探讨了黑色母种类及含量对PA6/GF30体系、PA66/GF30体系、PA66/GF30溴系阻燃体系、PA66/GF30无卤阻燃体系性能的影响。结果表明,尼龙增强产品中,添加1%的TA-5003后PA6/GF30和PA66/GF30的拉伸强度、弯曲强度会略微下降,冲击强度会下降5%左右。随着质量分数增加至2%,强度进一步下降。同等比例下,纳米黑色母TA-5003对PA6/GF30和PA66/GF30的负面影响小于黑色母2014和2718。TA-5003的黑度、蓝相、熔体流动速率、表观浮纤和光泽度优于黑母粒2014和2718。在PA66/GF30溴系增强阻燃材料中,2014的缺口冲击强度略高于TA-5003,TA-5003的黑度略差于黑母粒2014。添加质量分数2%的TA-5003和2%的2014后,阻燃材料可保持阻燃等级为UL94 V-0级,灼热丝可保持960℃。相对于本色阻燃料,添加黑色母后相对漏电起痕指数(CTI)会下降25~50V。相对于2014,TA-5003对CTI的影响较小。在无卤阻燃PA66增强产品中,单独添加质量分数2%的黑色母TA-5003,和使用质量分数2%的TA-5003与质量分数1%的TA-5011复配,无卤阻燃PA66材料均可保持阻燃等级为UL94V-0,灼热丝可保持960℃。相对于本色阻燃料,添加黑色母后CTI会下降25V。

高背压下GDI油束喷雾特性的试验

在定容弹中,利用高速摄影和相位多普勒粒子测试技术(PDPA)研究了喷射压力、背压和喷射脉宽对汽油直喷(GDI)发动机多孔喷油器喷雾特性的影响,包括喷雾贯穿距、粒度和速度特性.结果表明:随着喷雾的发展,油束有往喷油器中心方向运动的趋势;在不同喷射压力和背压下,喷雾贯穿距均出现两阶段发展趋势;喷射压力和背压对喷雾的粒度和速度特性有着明显影响.提高喷射压力会明显降低索特平均直径(SMD),并会增加油滴速度.增加背压会导致SMD变大,并使油滴速度降低.SMD会随PDPA测量体位置远离喷油器而增大,这是由于在远离喷油器位置处,油滴间聚合作用占主导因素.在喷射脉宽大于0.8,ms时,喷射脉宽的变化对喷雾头部的速度影响不大,但是喷油脉宽的增加会导致SMD变大.

不同背压下GDI油束的喷雾过程研究

在定容弹中,利用高速摄影和相位多普勒粒子测试技术研究了背压对汽油直喷多孔喷油器一油束的喷雾过程的影响,背压变化范围为绝对压力0.05MPa^0.50MPa。研究结果表明:在不同的背压下,均发现了目标油束往喷油器轴线偏转的趋势,这是由目标油束两侧压差而引起;油束的偏转同时导致了油滴直径分布的变化。在喷雾发展过程中,在大气压力和负压下,不同径向位置的油滴速度在一定时间内呈双峰分布状,而在高背压下仅呈现单峰分布,这是由高速射流带来喷雾内外侧压力不平衡和汽油的低饱和蒸汽压引起喷孔出口速度分布变化共同作用而导致。

水乡古村落公共空间适老价值评价——以苏州市西山镇古村落为例

水乡古村落景色优美,环境优质,气候舒适,物产丰富,是几百年来发展形成的居住区,在公共空间上,尺度远远小于现代居住区,这样的尺度空间更加符合老年人的生活需求。苏州西山是中国内湖第一大岛,也是江苏省古村落最为集中的地区。该文选取苏州西山古村落的公共空间作为研究对象,对公共空间的适老性进行评价,探寻水乡古村落的内在价值。

制动器试验台的控制方法探究

采用微分方程模型及相关的物理学知识对制动器试验台的控制方法进行分析与研究,本文考虑到模拟过程中出现的影响试验结果的多种因素,一步步改进模型使误差减小到最小。对检测机动车辆装配质量,改善制动器性能做出了重要贡献。该方法还可用于其他机动车辆的研究,该理论应用于车辆制动性能的研究的方法是科学的、有效的。

DPF主动再生柴油喷雾氧化的试验及模拟研究

综合可视化试验和数值模拟手段,研究分析了柴油机颗粒捕集器(DPF)主动再生时柴油氧化催化器(DOC)上游柴油喷雾特性及柴油在DOC内的氧化过程。利用高速摄影装置拍摄了柴油喷雾图像,分析了喷雾贯穿距和喷雾锥角,并利用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对喷雾粒径进行了测量。标定了DOC内的柴油氧化模型和喷雾模型,在此基础上对柴油喷雾及燃油在DOC内的氧化过程进行了模拟。试验结果表明:柴油喷射速率越高,喷雾贯穿距和喷雾锥角越大;喷射速率对喷嘴出口处喷雾粒径分布有较大影响,沿喷雾轴线方向液滴的索特平均直径(SMD)随大粒径液滴数的变化而变化。模拟结果表明:柴油喷雾特性决定了排气管路和DOC入口处的碳氢(HC)分布;DOC出口处温度分布与DOC入口处HC分布具有密切的对应关系;碰壁及重力作用使得HC向排气管路底部集中,HC质量浓度接近2%;管路底部柴油过浓使得DOC出口截面底部的对应区域温度较低,低于450℃;增加排气管路长度可促进喷雾与气体的混合均匀性,缓解管路底部的柴油过度集中现象。

微波消解技术在测定动物骨骼镉含量中的应用

镉(Cadmium)是人们认识较早的一种对动物健康有害的重金属元素.研究发现,镉中毒可引起家畜及人发生多种疾病,如骨质疏松、贫血、心血管疾病、实质器官损伤、生殖机能障碍及癌症等[1].上世纪70年代,镉被联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)的联合专家委员会确定为仅次于黄曲霉和砷而列于第3位优先研究的食品污染物.

背压对多孔GDI喷油器闪急沸腾喷雾形貌的影响

通过定容燃烧弹,利用高速摄影技术,研究了背压对多孔汽油缸内直喷(GDI)喷油器闪急沸腾喷雾形貌的影响.燃油为正己烷,油温变化范围为20~100,℃,背压变化范围为5.0~101.3,k Pa.结果表明:过热度并不是决定闪急沸腾喷雾形貌的唯一主要因素.不同轴向距离处的喷雾宽度同时受到过热度和背压的影响.在轴向距离7,mm以内,通过增加油温与降低背压来提高过热度均会导致喷雾宽度的增加.在轴向距离7,mm之后,喷雾宽度对背压十分敏感:当背压大于30,k Pa时,喷雾宽度随着过热度增加而变窄;当背压小于30,k Pa时,喷雾宽度随过热度增加而增加.在较高背压下,由于较大的空气阻力下蒸气不易扩散,导致浓度会较高,会促进冷凝,并降低局部压力,进一步引起喷雾坍塌;背压较低时,空气阻力较小,易于喷雾扩散,导致蒸气浓度较低,冷凝引起的压降不足以产生影响,导致喷雾宽度增加.

镉暴露家兔睾丸和肝脏中小分子金属结合蛋白的分离与比较

【目的】通过对镉暴露家兔睾丸和肝脏中小分子金属结合蛋白分离与比较,揭示动物睾丸组织镉高敏感性的机制。【方法】6月龄雄性青紫兰家兔经皮下染镉,9d后将兔子杀死,制备睾丸和肝脏匀浆超离上清液,用Sephadex G-75凝胶层析法进行蛋白分离,经双波长(280nm和254nm)测定紫外吸收和原子吸收分光光度法测定Cd、Zn元素含量两种方法确定洗脱液小分子量金属结合蛋白峰管;通过试验比较它们的紫外扫描特性、热稳定性、镉锌元素比值和氨基酸组成。【结果】肝脏分离蛋白分子量为6.0～10.0kD,有254nm特征紫外吸收峰,OD250nm/OD280nm的值为13.13,有较好的热稳定性,不被无水乙醇抽提,每摩尔物质中Cd与Zn的摩尔比为4.7﹕2,半胱氨酸相对比例为32.89%、不含芳香族氨基酸、氨基酸组成与MT的理论值非常接近。睾丸分离蛋白无254nm特征紫外吸收峰,Cd结合能力低,半胱氨酸相对含量只有2.36%,氨基酸组成与MT的理论组成相差较大。【结论】雄性动物睾丸对镉暴露敏感性高的原因是睾丸中不能被诱导产生能够拮抗重金属镉毒性作用的特殊蛋白质——金属硫蛋白。

高背压下GDI发动机多孔喷嘴油束间的相互作用

在一定容弹中,利用高速摄影和相位多普勒粒子分析仪(PDPA)研究了某5孔直喷汽油机喷嘴在不同喷射压力与背压下的喷雾形态和液滴特性.结果表明:在高背压条件下,喷雾形态在近喷嘴区域受到挤压,而在喷雾远端发生卷吸.油束间的相互作用使得油束包裹区域内产生了低压区,导致喷雾受到挤压.随着喷射压力与背压的升高,喷雾挤压更为明显.将挤压与卷吸之间的过渡位置定义为转折位置,随着背压的增加与喷射压力的降低,转折位置向喷嘴方向靠近.利用PDPA测量喷雾粒径以及速度分布,结果进一步验证了喷雾的偏转现象.由于喷雾挤压,喷雾内侧液滴聚合概率增加使得内侧出现较大粒径的液滴.

制动器试验台的控制方法研究

制动器是保证车辆安全行驶的重要装置。制动器试验台是测试制动器性能和质量的试验装置,采用微分方程模型及相关的物理学知识对制动器试验台的控制方法问题进行分析与研究,综合考虑模拟过程中可能出现的影响试验结果的多种因素,对初始模型做出层层改进,使误差减小到最小。该方法为检测机动车辆装配质量,评价制动器的综合性能以及提高制动器性能等做出了重要贡献。将该理论应用于车辆制动性能的研究的方法是科学的、有效的。

快速成型尼龙66分子量分布和结晶行为

选用神马尼龙66系列样品与杜邦101L、奥升德21SPF-1和道默A205F进行对比,通过凝胶渗透色谱仪(GPC)、差示扫描量热仪(DSC)实验手段对11个尼龙66样品进行分析,确定了尼龙样品的数均分子量、重均分子量和分子量分布。通过对尼龙66等温结晶温度及等温结晶时间的分析,探明了不同样品在230℃结晶形态和晶体尺寸随等温时间的变化趋势,其中EPR27L的球晶生长能够在30 min内达到平衡,结晶速率较快,可应用于快速成型。而当等温时间超过30 min时,所得球晶的尺寸更大,且在偏光显微镜下不加补色器就可以观察到球晶颜色为彩色。这是由于形成的片晶厚度及扭曲程度不同产生光程差而形成干涉色,进而形成彩色图像。

PA66阻燃改性研究

通过卤系、氮系、磷系等阻燃体系对尼龙(PA)66进行阻燃改性研究,开发出一种赤磷与无机阻燃剂共用的复配阻燃体系。结果表明,当加入赤磷10份、无机阻燃剂10份、玻纤30份时,利用该阻燃体系阻燃的PA66,其燃烧性能达FV-0级,拉伸强度大于100 MPa,缺口冲击强度大于9 kJ/m^2,综合性能优良。