泵入口参数对全流量补燃循环发动机动态特性影响研究

全流量补燃循环发动机性能高,并具备便于重复使用的优势,是未来重复使用运载器的最佳选择之一。在液体火箭发动机启动过程中,泵入口推进剂的压力和温度变化会对全流量补燃循环发动机动力系统的启动特性造成一定的影响。为分析其影响规律,建立了涡轮泵、预燃室、推力室、两相流和混合气体组件等动力学模型并进行求解。结果表明,随着燃料泵入口压力升高或氧化剂泵入口压力降低,涡轮泵系统参数的波动将会逐渐增大,甲烷温度和液氧温度所产生的影响要强于甲烷压力和液氧压力,而液氧的影响则强于甲烷。为动力系统中泵入口推进剂状态参数控制提供了一定的指导。

丙烯酸酯/镍/聚苯胺导电复合压敏胶的制备及其电容传感性能

使用多重溶液流延法,以链球状镍粉(C-Ni)、片状镍粉(F-Ni)和聚苯胺(PANI)为功能填料,与丙烯酸酯型压敏胶(a-PSA)相复合,制备导电压敏胶。研究结果表明,由于重力作用,填料在导电压敏胶厚度方向上呈现非对称分布,使得复合压敏胶的电性能得到显著提升。a-PSA/10%C-Ni/1%PANI具有最高的电导率,可达0.013 S/m。随着PANI粒子含量增加,复合压敏胶的电容对弯折角度和压力的响应程度呈现增长趋势,在PANI粒子质量分数为1%时,电容对弯折角度的响应最为敏感。在压强为12.5 kPa时,电容变化率可以达到1.83。复合压敏胶的拉伸强度是a-PSA的2.88倍,黏附强度随着填料含量的增加呈现减小的趋势。a-PSA/10%C-Ni/1%PANI复合压敏胶具有最佳的综合性能。

负压对不同孔周破碎煤体渗流特性影响研究

为探究抽采负压对破碎煤体内气体渗流特性的影响,采用自行设计的负压抽采模拟渗透试验系统,对负压影响下不同级配破碎煤体内气体渗流规律展开了研究;并对该过程气体能量损耗及表观渗透率关于受负压影响的敏感性问题进行了分析。结果表明:随着负压的增大,同一孔隙结构下气体渗透状态的非Darcy效应相较于Darcy效应表现得更加突出,但随Talbol级配系数n的增大其内部孔隙增大,两者之间的界限出现淡化,相关系数开始接近;通过引入惯性-湍流修正系数δ来对不同孔隙结构下气体能量损耗进行表征,整体随n的增大呈现减小趋势,当n处于0.2~0.6阶段内δ处于不稳定的阶段,而在n>0.6之后δ数值基本稳定,即随着孔隙结构的增大气体渗流能量损耗降低,趋向于Darcy渗流;在负压小于60 kPa时,不同级配试样的负压敏感曲线之间变化差异显著,而当负压大于60 kPa后,各条曲线相互靠拢,且n值越大负压敏感曲线偏离度越低,即负压较小时表观渗透率更易受负压影响;孔周破碎煤体渗透率在抽采负压较小时易受其孔隙结构影响,在孔隙结构及抽采负压较小时往往呈现出非Darcy渗流,造成抽采不畅等问题影响抽采效率。

低渗透储层岩石覆压实验变形特征分析

对于低渗透储层岩石而言,基于岩石受力变化后发生线弹性变形的假设与实验结果并不相符。为此,采用CMS300覆压测试、岩石力学性质测试、压汞以及铸体薄片观察等实验手段对低渗透储层岩石覆压变形特征进行分析,结果发现实验岩样在应力增大的整个过程中发生的是软塑性变形→弹性变形→塑性变形过程。低渗透岩石在覆压实验中表现出的强应力敏感性是由其变形特征决定的,岩石在覆压增大的初始阶段发生微量软塑性变形是造成渗透率大幅下降的主要原因,其与低渗透岩石的泥质及胶结物含量较高、孔喉通道狭窄有关。基于实验研究结果,定义了新的岩石应力敏感系数来表达渗透率与有效覆压的关系,与实验数据有更好的相关性,并且能够方便地将任意常规岩样渗透率转换成储层条件下的渗透率,具有实际的工程应用价值。

炭黑/橡胶力敏复合材料压阻特性的研究

采用机械共混法制备炭黑/BR、炭黑/BR/NR和炭黑/甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)力敏复合材料,并对其压阻特性进行研究。结果表明,炭黑/MVQ复合材料导电炭黑的逾渗阈值最小,压力敏感特性最强;随着压应力的增大,炭黑/BR、炭黑/BR/NR和炭黑/MVQ复合材料的压阻重复性依次下降。采用多乙烯基硅油和全硫化粉末BR,可改善炭黑/MVQ复合材料的压阻重复性。

一种曲伸式DFB光纤激光水听器探头的研究

为了提高DFB（分布反馈式）光纤激光水听器的声压灵敏度，改善其动态特性，设计了一种曲伸式DFB光纤激光水听器探头结构。该结构在保持激光器原有优点的同时，通过增大声压作用面积并将压力转化为对激光腔的轴向应变，有效地实现了声压增敏，同时通过机械结构改善了水听器的动态特性。利用有限元软件ANSYS对该结构进行了优化设计，加工制作了各构件并对DFB光纤激光器进行了封装，制作出长度约80mm、直径仅6mm的水听器原型样品并进行了实验研究。实验结果表明，采取该种形式的结构对DFB光纤激光器进行封装后，探头的声压灵敏度提高了约17．5dB，在500～1500Hz频率范围内具有较平坦的灵敏度响应。

低渗油藏考虑压敏后注采井间压力特征分析

在低渗油藏开发中，由于压敏效应很明显，不能忽略它对压力分布的影响。因此，在变形介质不定常渗流微分方程的基础上，推导了压力场分布公式，并结合长庆低渗油藏实际生产情况，分析了压敏效应后注采井间压力分布特征。研究表明，考虑压敏效应后注采井间压降损失增大，造成注水压力利用效率降低；随着生产时间增加，压降损失幅度增大；注采井距和渗透率变异系数越大，近井周围压降损失越大。同时，注采井距过大，压敏效应后注采井间将难以建立有效驱替压力，因此在低渗油藏开发中应适当缩小井距。

低渗透油藏地层压力保持水平对油水渗流特征的影响

油水渗流规律的研究是低渗透油藏水驱开发的关键。相对渗透率曲线能直观反映油水渗流特征,其影响因素研究主要涉及岩石固有性质(润湿性、孔隙结构)、流动介质(油水粘度比)、动力条件(驱替压力梯度及速度)等方面,极少见到地层压力对相对渗透率曲线影响的研究。通过室内流动实验,模拟低渗透油藏地层压力下降过程,建立了不同地层压力保持水平下的相对渗透率曲线,分析了地层压力保持水平对油水渗流特征的影响规律。结果表明,地层压力保持水平下降,孔隙结构非均质性增强,油相相对渗透率下降,水相相对渗透率上升,等渗点左移,油水两相区变窄,残余油饱和度增加,即低渗透油藏渗流规律也存在着应力敏感性特征。分析认为,储层岩石弹性或塑性变形是低渗透油藏油水渗流特征应力敏感性的根本原因,因而提出了储层岩石初始渗透率越低,越应尽早注水保持地层压力开发的低渗透油藏效益开发理念。

分布反馈式光纤激光器的动态特性

为了探明分布反馈式(DFB)光纤激光器用于水声探测时,所测得的声压灵敏度高于静压条件下计算所得的声压灵敏度,且动态响应曲线不平坦的原因及其机理,对DFB光纤激光器的动态特性进行了研究。对两端固定并分别置于空气和水介质中的DFB光纤激光器的振动模态进行了数值仿真分析;设计加工了实验夹具,分别对其进行了实验研究。实验测得数据显示,两端固定的裸纤在发生振动时的第一阶固有频率与其夹持长度有关,且随着该长度的增大,固有频率降低;当夹持长度分别为50、55和60mm时,在空气和水介质中DFB光纤激光器振动的第一阶固有频率分别约为250、200、125Hz以及200、160、120Hz,实测数据与仿真分析吻合。结果表明,当DFB光纤激光器受外界激励发生振动时,会引起激光器输出信号幅值的波动,导致其声压灵敏度出现起伏,第一阶固有频率对其具有很大的影响。

裂隙岩体动力特性的试验模拟研究

针对地震、爆破等动力荷载作用下裂隙岩体的动力学特性问题,采用水泥浆制作试样,模拟具有不同数量平行贯通裂隙的岩体,利用Hopkinson压杆对试样施加应变率为100,140,170的动力荷载,得出试样在高应变率下的动态应力-应变曲线.对应力-应变曲线的分析表明:裂隙岩体具有应变率敏感性;破坏岩体的最终变形随着裂隙率降低而减小.

新型力敏导电复合材料的电阻温度特性研究

通过讨论基于柔性触觉传感器设计要求的力敏复合导电硅橡胶的导电机理,研究了力敏复合导电硅橡胶的电阻温度特性。并在实验的基础上对改善力敏导电胶的温度稳定性的方法进行分析,结果表明:在满足触觉传感器设计要求的力敏导电胶炭黑含量范围内,提高胶体复合材料的炭黑含量和在力敏导电胶中掺入纳米材料都能有效地改善力敏导电胶的电阻温度特性。

炭黑用量对硅橡胶基力敏复合材料性能的影响

以炭黑为导电功能填料制备炭黑/甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)力敏复合材料,研究炭黑用量对复合材料硫化特性、拉伸性能、压缩应力松弛性能、电性能和压阻性能的影响。结果表明:炭黑用量为11～16份时,炭黑/MVQ复合材料电性能达到逾渗阈值。随着炭黑用量的增大,炭黑/MVQ复合材料拉伸强度先增大后减小,最后趋于稳定,而压缩松弛率呈减小趋势。炭黑用量为11份时炭黑/MVQ复合材料的压阻重复性较好。适宜的炭黑用量为10～12份。

考虑裂缝特性指标的煤层气“垂直井”起裂压力计算方法

为探究碎裂煤储层中裂缝特性指标对垂直井起裂压力的影响规律,解决垂直井起裂压力的理论计算问题,首先基于断裂力学和弹性力学原理,考虑原生裂缝特性和压裂液渗透特性,建立了垂直井起裂压力模型。其次定量化分析原生裂缝特性对起裂压力的影响,提出了"裂缝特性指标T"的概念,并推导出T的数学表达式。最后对起裂压力做了原生裂缝特性参数敏感度分析,得出影响起裂压力的最敏感性因素为裂缝宽度b,且当b在100~700μm区间内时地层的裂缝特性指标对起裂压力有实际意义,解决了压裂目标层的选择问题。研究结果表明,垂直井起裂压力的影响因素不仅与储层岩石力学性质、应力场、压裂液性质、井孔尺寸有关,还与原生裂缝的宽度、长度、密度以及裂缝面的粗糙度有关,尤其是裂缝宽度的小范围波动都会引起垂直井起裂压力较大的变化。根据焦作矿区恩村5口试验井田实际地质勘查资料和压裂施工资料,对垂直井起裂压力进行了计算和验证,发现实际起裂压力与大部分计算结果较为吻合,且与井筒埋深的变化趋势一致,表明该理论模型对于垂直井起裂压力的实际控制具有一定的指导意义。

基于AMESim的负载敏感泵压力-流量特性影响因素探究

对某型负载敏感泵的工作原理分析的基础上,建立负载敏感泵的数学模型,然后利用AMESim仿真平台建立负载敏感泵的仿真模型,进行仿真分析后得到压力-流量特性曲线,进一步探究压力-流量特性曲线的影响因素,最后利用负载敏感泵试验台进行试验,试验结果验证了模型的正确性和精度。研究表明:压力切断阀弹簧刚度与弹簧预紧力、电动机转速、泄漏量、控制油路压力均对压力-流量特性曲线产生影响,研究结果为更好地应用负载敏感泵提供了技术支持。

影响压力传感器温度特性的因素分析

压力传感器性能易受温度变化的影响,从而增加了测量结果的误差。文中通过对压力传感器工作原理及结构的介绍,理论分析了影响压力传感器温度特性的因素,并建立一套压力传感器变温校验系统,进而通过实验说明了温度变化对压力传感器信号输出的影响。同时,也对目前国内在低温环境下压力传感器的应用及研究情况进行了介绍。

外压式弹性圆筒耐高压光纤光栅压力传感器

设计了一种以金属弹性圆筒为衬底的高压光纤布喇格光栅压力传感器．在温度为16-60℃．压力为O～52MPa的范围内测试了传感器的特性．计算了性能参数及温度修正因子．结果表明．该传磨器性能稳定．重复性好。线性调谐范围为4．066nm。压力灵敏度为0．0782nm／MPa，压力解调的波长分辨率为l.56pm．温度修正后压力测量的相对误差由5．2％减小为0．25％．采用双重密封设计．避免了流体或气体的渗满．通过选择不同弹性模量的材料、内径和壁厚．可调整传感器的量程和灵敏度．

压电层合圆板传感器的非线性静力耦合分析

本文基于von Karman薄板非线性理论、压电基本方程和经典层合板理论,对上、下表面粘有压电传感膜层的圆薄板压力传感器的力-电耦合特性进行了定理分析。首先,针对压电层合圆板传感器件建立了考虑几何非线性变形的力-电耦合模型,给出了压电薄膜层感应电量的计算公式;然后,采用级数解法进行了求解,得到了非线性静力耦合问题的幂级数精确解,给出了传感器静态测量过程中所关心的压力-电量特征曲线和中心挠度-电量特征曲线;同时,定量讨论了压电二次效应对感应电量和层合结构中心挠度的影响。通过所得结果,在压电式压力传感器设计中,为采用电信号直接输出有关结构的变形和外界载荷等待测参量提供了依据。

氧化锌压敏陶瓷伏安特性的微观解析

为从微观层面上解析ZnO压敏陶瓷MOV的宏观伏安特性,根据电镜和深能级瞬态谱(DLTS)的观测结果,结合试验实测几种规格MOV小电流和大电流下的试验数据,建立ZnO在小电流区和大电流区的微观集中参数等效电路模型,然后依据晶界势垒、电子陷阱等理论,微观解析了各区的导电特性。结果表明:随着外施电压的增加,电子的穿透能力不断增强,使ZnO在小电流区晶界层的非线性微观等效电阻不断增大,它与纯ZnO晶粒层的线性电阻共同作用使ZnO小电流区伏安特性呈现出3个不同的特性宏观区域即预击穿区、击穿区和回升区;随着外施瞬态冲击大电流幅值的加大,ZnO在大电流区微观等效电感值增加,使ZnO大电流区伏安特性宏观呈现缓慢上升区、快速上升区和迅速上翘区;晶界层厚度的不均匀性和晶界层中电子陷阱密度的差异性宏观表现为等效电阻的非线性变化,晶界层和纯ZnO晶粒层在小电流区和大电流区具有不同的微观作用机理使得ZnO压敏陶瓷在不同电流区呈现出不同的独特宏观伏安特性。

脉冲压力条件下PVDF压电薄膜的动态响应特性

通过脉冲压力发生装置产生脉冲压力,研究PVDF压电薄膜的动态特性。使用PVDF压电薄膜制作一种测试脉冲压力的传感器,借助标准压阻传感器,测得PVDF压力传感器的灵敏度,计算出灵敏度的不确定度,并将PVDF压力传感器的线性度与压电传感器和压阻传感器作出对比,发现PVDF压力传感器输出稳定。通过比较PVDF压力传感器和标准的压阻传感器输出信号在时域和频域上的相关参数,证实PVDF压电薄膜具备测试动态压力的能力。

含能材料机械撞击感度判据的认识和发展

撞击感度“判据”的发展进程经历了上百年时间,由“爆炸概率”、“特性落高”到“爆炸的临界压力,炸药层的临界厚度”共经过了三个阶段。爆炸概率粗犷地区分各类炸药的撞击感度;特性落高可辨别每类炸药的撞击感度,尤其是高感度的炸药,如硝胺类化合物;而爆炸的临界压力和炸药的临界厚度则反映了在撞击作用下炸药发生快速反应的机理,可以更细微地分辨每种炸药的撞击感度。爆炸概率和特性落高适用于炸药撞击感度的常规检测,爆炸的临界压力和炸药的临界厚度适用于炸药撞击感度的理论研究。