界面切应力对垂直圆管内回流冷凝传热的影响

本文在分析压水堆小破口失水事故中蒸汽发生器回流冷凝传热机理的基础上，针对界面切应力的影响，修正了Ｎｕｓｓｅｌｔ冷凝传热模型，并成功地编制了计算程序，获得了多种工况的传热计算结果．通过与经典的Ｎｕｓｓｅｌｔ数值解的比较，揭示了界面切应力对传热的影响程度。计算同时也证明，冷凝回流是一种很有效的传热方式，它在很小温差下能带走堆芯大量余热。本文为反应堆小破口事故中回流冷凝的模拟提供了理论依据．

界面滑移与油膜破裂

利用数学规划法分析了滑块轴承的界面滑移问题．对于粘塑性极限流变模型，界面滑移使油膜承载力下降；若两个润滑表面全部发生相对界面滑移，则油膜动压效应消失，不能承载．计算结果表明，当润滑油的极限应力参数给定后，轴承有一个极限滑动速度．在此极限速度以下，轴承可以安全工作；否则，将发生油膜破裂．

稠油聚合物驱原油破乳作用机理研究

通过测定聚合物与破乳剂的分配系数、脱水率、油水界面剪切粘度、界面膜强度和界面张力等参数 ,研究了稠油聚合物驱原油破乳作用机理 ,并对各种影响因素进行了分析。疏水缔合型聚合物在油相中的分配系数大于超高分子量部分的水解聚丙烯酰胺 ,破乳剂在油相中的分配系数大于水相 ,辅助剂使破乳剂在油、水相中的分配趋于均匀化 ;油水界面剪切粘度随原油浓度增大而提高 ,聚合物使界面剪切粘度上升 ,破乳剂和辅助剂使界面剪切粘度降低 ;聚合物提高界面膜强度 ,破乳剂削弱界面膜强度 ,辅助剂与破乳剂的复合体系可进一步削弱界面膜强度 ;疏水缔合型聚合物使原油的界面张力降低 ,破乳剂。

螺旋油楔轴瓦界面滑移现象分析

针对螺旋油楔滑动轴承非金属材料轴瓦的界面滑移现象,基于极限剪应力模型得到轴瓦表面考虑周向和轴向滑移的数学模型,并运用有限差分法,研究了界面滑移对二维螺旋油楔滑动轴承周向压力、滑移速度、承载力、端泄量和摩擦阻力的影响.结果表明:考虑界面滑移时,螺旋油楔滑动轴承的周向压力、承载力和摩擦阻力有所降低,端泄量有所提高;偏心率的提高使初始极限剪应力临界值有所增加,即轴瓦表面更加不易发生界面滑移;螺旋角的提高对初始极限剪应力临界值的影响不大;滑移首先发生在封油面区域.

颗粒脱黏对异质摩擦界面点接触弹流润滑的影响

建立了异质摩擦界面点接触弹流润滑模型,利用MATLAB对其进行数值仿真,研究了颗粒脱黏对接触区域油膜厚度和压力分布的影响,并分析了异质材料内部的最大剪应力分布情况。结果表明,不同形式的颗粒脱黏均会增加颗粒分布区域的油膜厚度,其中颗粒上方脱黏的作用最为明显;随着颗粒埋布深度的增加,其脱黏对于膜厚的影响逐渐减小,高弹性模量颗粒脱黏对油膜厚度变化的影响小于低弹性模量颗粒脱黏;颗粒发生脱黏后,油膜压力会在油液移出颗粒分布区域时产生激增,严重影响点接触弹流润滑性能;颗粒脱黏会在颗粒靠近脱黏区域的两侧形成很大的剪应力,从而导致异质材料产生裂纹甚至断裂等进一步失效。

考虑冰膜厚度的桩–土界面剪切特性及冻拔计算

冻土–桩基接触界面的剪切力学行为是冻土区桩基冻拔计算模型建立的重要依据。开展一系列不同界面冰膜厚度的冻结砂土–混凝土负温直剪试验,分析冰膜厚度对界面剪切力学变形特性的影响,结合多元回归方法建立多因素影响的三折线剪切本构模型。基于剪切位移法,引入三折线剪切本构模型,构建季节性冻土地基单向冻结过程中单桩冻拔效应的理论计算模型,并进行算例分析。研究表明:冰膜厚度对界面的剪切行为影响显著,峰值剪切强度及残余剪切强度与冰膜厚度的关系可近似为双曲线函数关系;构建的剪切本构模型可较好地反映界面温度、法向应力及冰膜厚度对冻土–混凝土界面剪切行为的影响;桩周土体冻结过程中部分桩土界面会产生滑移,切向冻胀力的峰值位置随冻深的发展而下移;冰膜厚度对桩基的冻拔效应影响显著,冻拔力随冻胀率的增大并非呈线性增大,主要受桩土界面剪切强度的影响。

激光空泡与油膜-水界面相互作用的实验研究

采用激光诱导方法在油膜-水的液-液界面附近生成单个空泡,利用两台高速相机双视角同步记录空泡溃灭过程和油膜上下界面的演化过程,探究无量纲距离γ、油膜厚度D对空泡溃灭特性和油膜形态演化的影响。结果表明,油膜-水界面附近生成的空泡在溃灭过程中会不断远离界面,并且产生背向界面的高速射流,空泡质心位移和回弹半径与各向异性参数ζ呈对数函数关系。在空泡溃灭影响下,油膜下界面受到扰动发生不同程度的形态演化,而油膜上界面则在空泡溃灭结束后产生变形。油膜上界面存在驼峰射流、细射流、阶梯射流三种典型模式,油膜下界面则存在微扰动、倒丘型变形、锥状变形三种典型模式。在驼峰射流模式中,射流无量纲最大高度hm和γ呈幂函数关系。

涂层界面结合强度检测研究(Ⅰ):涂层结合界面应力的理论分析

利用激光划痕测试法和弯曲应力理论,建立了涂层结合界面应力的理论模型,推导出结合界面剪应力、正应力和剥离应力分布公式,分析了结合界面应力产生的机理.理论分析结果表明,界面正应力主要集中在界面中心区域内,而在界面边缘附近,正应力迅速下降,在界面边缘处其值降为0;剪应力和剥离应力主要集中在界面边缘区域内,在远离界面边缘区域,剪应力和剥离应力则迅速下降;涂层中正应力和涂层厚度、基体厚度以及杨氏模量无关,界面间剪应力以及剥离应力随涂层厚度增加而增加,并且由涂层与基体厚度以及杨氏模量所共同决定.

边界滑移对柱塞偶件间油膜流动规律的影响

斜盘式轴向柱塞泵内柱塞偶件间油膜为相对运动的偶件提供润滑及密封作用。油膜流动将直接影响柱塞偶件的工作性能。深入分析偶件间油膜的流动规律对设计与优化柱塞偶件有重要意义。基于Navier-Stokes(N-S)方程,引入Navier边界滑移推导偶件间油膜流动方程,根据柱塞运动的周期性规律,分析单个周期内滑移长度和柱塞泵转速对油膜流动剪应力及流量的影响。研究发现:吸油阶段时近柱塞壁面处油膜剪应力随滑移长度增大而减小,流量随着滑移长度增大而增大,柱塞运动速度最大且滑移长度由1μm增大到3μm后,剪应力减小18%,流量增大13.59%;排油阶段柱塞运动速度越大,近柱塞壁面处剪应力和油膜流量与无滑移条件下的差距越小。在滑移长度为1μm的条件下柱塞泵转速由1 500 r/min增大到4 000 r/min时,近柱塞壁面处的油膜剪应力与无滑移条件下相比降低明显,一个周期内油膜总流量与无滑移条件下相比差距减小。