L360钢在模拟地层水中的流动腐蚀行为研究

为研究含水集输管道真实管流状态下L360钢管壁处的腐蚀行为,利用自制循环流动腐蚀试验装置,通过电化学阻抗和动电位扫描方法考察了L360钢的腐蚀电化学特征,采用扫描电镜和三维光学显微镜对腐蚀微观形貌进行了分析。结果表明:试片的平均腐蚀速率随流速的提高而增大,局部腐蚀速率呈现先减小后增大的趋势;适当提高流速能减缓局部腐蚀速率;环路运行4 h后试样表面开始形成较完整的腐蚀产物膜;当流速达到0.5 m/s时,管壁处腐蚀产物膜开始脱落;对于干净光滑的试样,在腐蚀初期属于极严重腐蚀。

平板和静叶表面气流-水膜耦合流动特性的数值研究

针对平板表面的空气水膜和透平静叶栅中的水蒸气水膜耦合流动特性提出了分析气流与壁面水膜耦合作用的数值方法,即气相主流和液相水膜视为相对独立的开口系,通过在两相各自的控制方程中添加考虑相间动量和能量交换的源项,实现水膜和气流的双向耦合计算。研究表明:平板表面水膜厚度和进口水膜雷诺数近似呈1/2指数幂关系,与来流马赫数呈反比关系,与出口背压呈弱负指数次幂关系;水膜流速与出口背压近似呈线性关系;水膜附加损失对水膜流量的变化较为敏感,对来流马赫数并不敏感;透平静叶压力面侧水膜厚度分布较为均匀,在叶顶角区的叶片表面出现水膜聚积,吸力面侧水膜厚度变化较为剧烈,在叶顶和叶根角区的叶片表面出现水膜聚积。从而得出影响透平叶栅通道中水膜分布的机理是,壁面曲率通过影响相间剪切力来影响壁面水膜厚度和速度的分布,端壁上从压力面到吸力面的二次流引起水膜向吸力面侧聚积,通道涡和角涡引起的径向压力梯度导致叶片表面水膜沿叶高重新分布,水膜聚积对叶片表面的压力分布和出口气流角产生显著影响。

弯曲通道中凸、凹表面水膜流动特性的数值研究

针对航空发动机吸雨的问题,建立了气流与壁面水膜双向耦合作用的数值分析方法,对弯曲通道中凸、凹表面水膜流动特性进行了数值研究。结果表明:弯曲通道中二次流的作用引起凹面水膜向凸面迁移,在凸面沿垂直流动方向两端形成水膜的聚集区,在凹面的两端则出现水膜厚度减小的现象;来流马赫数与凸、凹表面水膜厚度成负相关关系,水膜流量与凸、凹表面水膜厚度成正相关关系;进口气流角增大导致凸面水膜厚度增大、凹面水膜厚度减小;通道曲率增大引起凸面水膜沿流动方向加剧收缩;相界面处压力波动是引起水膜波动的原因,水膜厚度的波动幅度与来流马赫数和进口气流角成正相关关系。该结果可为改善航空发动机吸雨引起的气动特性恶化问题研究提供参考。

多壁碳纳米管官能化对PVDF结晶行为的影响

采用溶液共混结合溶剂蒸发法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合薄膜。研究了MWCNTs表面羟基化(MWCNTs-OH)、羧基化(MWCNTs-COOH)、氨基化(MWCNTs-NH_2)以及接枝聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(MWCNTs-g-PMMA)后对PVDF结晶行为的影响。结果表明:官能化前后的MWCNTs均可提高PVDF的β晶型相含量,复合薄膜的熔融温度、结晶温度、结晶度和结晶速度均得到提高。其中含MWCNTs-g-PMMA的复合薄膜中β相含量最高,晶核密度最大,晶体尺寸较小,而结晶度有所降低,但总体都高于纯PVDF;由于MWCNTs-NH_2的氨基与PVDF分子链之间的相互偶极作用和氢键协同影响,对PVDF的结晶促进作用最为明显。

PUR-T/SWCNTs复合导电薄膜对有机气体的响应行为

采用简单的溶液共混方法,即通过超声和高速均质搅拌制备了热塑性聚氨酯/单壁碳纳米管(PUR-T/SWCNTs)混合液,并通过溶液浇注法制备了复合导电薄膜。分别采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和X射线衍射(XRD)仪表征了复合导电薄膜的微观形貌和物相结构,同时使用热失重分析仪对复合导电薄膜进行了热性能分析,并探索了复合导电薄膜对有机气体的响应行为。结果表明,PUR-T/SWCNTs复合导电薄膜具有较好的导电性能,当SWCNTs质量分数为5%时,复合导电薄膜的电导率达到211.4 S/m;XRD测试发现,SWCNTs的加入对PUR-T基体中结晶相的晶型无明显影响;FESEM分析发现,当SWCNTs质量分数为5%时,SWCNTs均匀地分散于PUR-T基质中,没有发生团聚,SWCNTs之间通过桥联作用形成了明显的三维导电网络结构;当SWCNTs质量分数为5%时,复合导电薄膜对非极性正己烷饱和气体表现出良好的响应行为和可循环性,对极性丙酮饱和气体的可循环性较差。