基于旋转黏度的SBS改性沥青黏温特性及流体行为分析

采用3种基质沥青制备相应的SBS改性沥青,测试了不同温度和剪切速率下的黏度。根据Andrada方程计算了6种沥青的黏流活化能(E_(a));根据幂律方程,分别计算了6种沥青的非牛顿指数(ζ)和稠度系数(μ),分析了改性沥青的流体特性以及黏度对剪切速率的依赖性。结果表明,Andrada方程能够较好地描述沥青及改性沥青的黏温关系,E_(a)能够反映黏度对温度的敏感性,SBS改性可以显著提升沥青的黏度,但不同改性沥青的温度敏感性存在差异。SBS改性沥青的ζ值均小于1,沥青由牛顿流体向非牛顿流体转化,不同类型沥青之间非牛顿性的相对强弱随温度的变化呈现出复杂性,稠度系数(μ)随温度的升高而减小。

流体粘滞系数测量方法的改进

在奥氏(Ostwald)粘度计测量流体粘度的基础上,提出了一种测量流体粘滞系数的新方法.根据粘滞流体在垂直毛细管内的流动规律,利用现代电子技术进行数据处理,结果既可以数字显示也可以从打印机终端输出.本方法具有所需测量样品少、测量精度高、测量速度快、结果可重复性好等优点.

水基石墨烯纳米流体制备及热物理性研究

换热介质的低导热性能已经成为研究高效率传热冷却技术的障碍,相比于传统导热流体,纳米流体有更高的导热系数和换热能力,同时石墨烯具有优异的光、电、热、力学性能。制备了以水为基液,石墨烯纳米粒子填充的纳米流体,研究了水基石墨烯纳米流体的稳定性、黏度、导热系数、光热转换性能等热物性。

一步法制备铜导热油纳米流体的导热系数与黏度

为研究Cu纳米颗粒对VP-1导热油导热系数和黏度的影响,基于两相法一步制备十二烷基硫醇表面修饰的Cu/VP-1导热油纳米流体,研究30—130℃下不同质量分数纳米流体的导热系数和黏度变化规律。实验结果表明:添加分散剂可以改善纳米流体稳定性。在30—130℃纳米流体导热系数随温度、质量分数的增加而增大;黏度随温度升高呈指数降低,质量分数越高,黏度下降越缓慢。通过计算纳米流体在不同体积分数下的黏度和导热系数理论模型,对实验结果进行验证。Prasher模型能够准确预测纳米流体的导热系数,而现有的黏度模型不适用于Cu/VP-1导热油纳米流体,在修正现有的黏度模型基础上,提出新的黏度计算公式。

毛细管法测流体黏度实验装置的设计与改进

为使学生透彻理解流体黏度(粘滞系数)知识点,我校公共物理教学与研究中心为医药、生命类本科生较早地开设了"毛细管法测流体黏度"的实验课程。由于设计和制作的不合理性,实验装置的主体——恒温缸和黏度计等部件频繁损坏,实验仪器故障率高,影响实验效果。经过多年的探索、改进和教学实践,我们改进了实验仪器装置,目前改进的仪器装置提高了实验测量的准确度、大幅降低了实验故障率、提高了实验室运转效率,取得良好效果。

重力沉降法测定流体中颗粒运动阻力系数及其验证

基于固体颗粒沉降原理,结合Verlet速度算法设计了颗粒在流体中运动阻力系数的测量装置,完成了聚钨酸钠溶液和合成油SAE5W-40两种流体阻力的测量。最后采用Brookfield DV-Ⅱ黏度计对测量结果进行了比较。结果表明:单个球形颗粒在两种流体中做自由沉降运动且介质绕流球体的流态为层流时,两种测试方法得出的颗粒运动阻力与颗粒直径的变化规律一致,在29℃时,两种方法测得合成油和聚钨酸钠溶液中颗粒的运动阻力系数平均误差分别为9.44%和3.43%。

实验室测定液体粘滞系数的一种新方法

依据泊肃叶定律给出的描述液体粘滞系数的公式,自行设计实验装置,测量出有关量,计算液体粘滞系数并与理论值进行比较。实验结果能较好地反映粘滞系数与液体温度关系的变化趋势。

不规则框架结构粘滞流体阻尼器优化布置研究

本文尝试在不规则框架结构中应用阻尼器,并通过ETABS结构分析软件建立三维有限元模型,采用权系数布置法和逐层逼近法对粘滞流体阻尼器进行优化布置,并提出结构整体反应量的两个评价指标,对各层均匀布置、权系数优化布置和逐层逼近优化布置的结构进行计算分析。粘滞流体阻尼器优化布置结果表明:对于结构地震反应的控制,逐层逼近法略优于权系数布置法,且两种方法均优于各层均布法,但权系数布置法较逐层逼近法计算简单,耗时短且控制效果接近,所以对实际工程来说,权系数布置法更为实用。

一种利用光致旋转效应测量液体粘滞系数的新方法

用流体力学的方法，导出了圆偏振光作用下光镊光场中液体粘滞系数、激光功率、微粒转速及微粒尺度等参量之间的关系，根据推导结果得出了一种通过测量液体中微粒在聚焦圆偏振光作用下的旋转速度进而计算液体粘滞系数的新方法，并用Friese等人的一组光致旋转实验参数进行了验证。

非牛顿流体滩涂钢板桩围堰泄漏量分析

以非牛顿流体淤泥为介质,采用ANSYS Fluent软件,对滩涂埋地管道抢修围堰不同位置的泄漏量进行研究,得到稠度系数、幂律指数、缝隙尺寸对围堰泄漏量的影响规律,并对围堰内部淤泥每小时上升高度进行了计算。结果表明:幂律指数小于1时,发生剪切稀化,淤泥表观黏度随剪切应变率的增加而降低;随着幂律指数的增大,泄漏量逐渐增加,淤泥表观黏度随幂律指数的增大而降低,尤其是幂律指数大于1时,泄漏量进一步增加,说明流体流动过程中剪切应变率小于1。稠度系数增大时,围堰的泄漏量逐渐降低;缝隙尺寸增加时,围堰的泄漏量显著增大。当幂律指数为0.3~0.5、稠度系数为3~9 kPa·s、缝隙尺寸为5~10 mm时,围堰内部淤泥上升的总高度对围堰内部施工影响很小。

混有空气的孔隙式粘滞流体阻尼器模型及性能研究

孔隙式粘滞流体阻尼器除了阻尼力外还有附加刚度特性。在混有空气的情况下,流体阻尼器效能会发生改变,对附加刚度有显著影响。为了研究并预测混有空气的流体阻尼器的动态特性,从混有空气的流体非线性阻尼力和非线性弹性力串联模型出发,通过分析计算非线性阻尼器的等效线性阻尼和弹性,建立了便于工程实际应用的流体阻尼器线性并联模型,分析了混有空气的流体阻尼器在不同频率和位移工况下效能和附加刚度的变化。通过对孔隙式粘滞流体阻尼器的动态特性试验,验证了分析方法和等效线性模型的正确性。

旋转圆筒法测粘滞系数的计算公式讨论

旋转圆筒法测粘滞系数的计算公式讨论林佩芬周炎辉许定生乔卫平（上海交通大学上海２０００３０）（收稿日期：１９９５０７２０；修回日期：１９９６１０１４）在稳定流动的液体中，流速不同的相邻两层液体的接触面上，会形成一对阻碍两液层相对运动的等值反向的...

空气粘滞系数的测定

众所周知,气体粘滞系数的测定比液体粘滞系数的测定在技术上要困难得多。一般院校的普物实验中尚未开设这一课题。为了使学生进一步掌握气体的性质,我们尝试了这一实验课题,并自制配套了该实验装置,花钱很少,效果尚可。现将本实验介绍如下:

二元混合表面活性剂对纳米流体热物性影响

采用两步法制备了添加二元混合表面活性剂的氧化锌纳米流体,纳米颗粒的体积浓度为0.398%~2.292%。XRD、TEM对氧化锌纳米粒子进行表征,吸光度法和沉降法分析了纳米流体稳定性,之后研究15~55℃时,制备流体的导热与黏度,并与添加单一表面活性剂的纳米流体进行对比。实验结果显示,添加SDS/CTAB纳米流体稳定性更优。纳米流体导热系数随温度及纳米粒子体积浓度的增加而增大,55℃,2.292%的纳米流体热导率增强最大,提高了38%,且热导率增强作用明显优于单一表面活性剂的添加。纳米流体黏度随温度及纳米粒子体积浓度的增加而逐渐降低,在55℃,2.292%时拥有最小黏度0.645 mPa·s。与单一表面活性剂相比,SDS/CTAB的添加能有效降低纳米流体黏度,对减小纳米流体黏度有积极作用。

铁团簇对液态锂黏度影响的分子模拟研究

在磁约束核聚变装置中,液态锂有着广泛用途,例如包层、偏滤器等。由于液态锂具有活跃的物理化学特性,其与结构材料的相容性问题一直是核聚变领域的重要研究方向之一。目前工程上通常采用不锈钢作为液态锂回路的结构材料,锂与铁之间的相容性问题已经得到很多学者的关注。鉴于此,采用分子动力学方法对含有铁团簇的液态锂进行模拟研究,分析铁团簇对液态锂黏度的影响规律和微观机理,考察团簇尺寸、形状和体积浓度的影响。结果表明铁团簇的存在可以显著地改变液态锂的黏度,而且随着团簇尺寸的增加黏度逐渐增大。团簇形状对黏度也有一定的影响,在相同体积的条件下,表面积越大影响越大。此外,发展了纳米流体黏度计算模型,可以很好地拟合分子动力学的模拟结果。

油缸孔隙式粘滞阻尼器理论与性能试验

首先研究了双出杆油缸孔隙式粘滞阻尼器的构造，讨论了不同类型粘滞流体的特性；然后，在幂律流体本构关系的基础上，建立了相应粘滞阻尼器阻尼力计算模型；设计制作了一个油缸孔隙式粘滞阻尼器，并进行了详细的性能试验，通过试验结果的统计分析。

铅铋基石墨烯纳米流体热物性研究

高热导率的石墨烯纳米颗粒掺进铅铋堆堆冷却剂中可显著提升其导热系数和比热容,从而提高铅铋堆的堆芯功率密度,降低冷却剂用量,有利于实现反应堆小型化和轻量化设计的目的,对于铅铋堆在偏远地区和远海的工程应用具有重要意义。本文通过不同导热系数、黏度、比热容等预测模型对金属基石墨烯纳米流体热物性进行研究,分析纳米流体强化机理,提出适用于铅铋基石墨烯纳米流体的热物性计算模型。研究结果表明:添加石墨烯纳米颗粒的铅铋基,其导热系数、比热容和黏度均得到显著提高。在保证悬浮液相对稳定的情况下,导热系数、比热容和黏度随浓度的添加显著增大,在浓度达到20%时,纳米基液的热导率可以提高80%,但此时的黏度也提升了100%左右,因此在提高浓度的同时应综合考虑对热物性的影响。

圆管内对流换热过程中潜热型功能流体流动阻力特性的实验研究

实验研究了由正十四烷和尿素甲醛树脂制成的相变微胶囊和水混合制成的潜热型功能流体在流过恒热流圆管进行对流换热时的流动阻力特性,获得了压降随流速的变化关系、摩擦阻力系数和表观黏度随R e的变化关系。并在同样条件下用单相水进行了对比实验。相变微胶囊的加入导致流体流动阻力较单相流体有显著增大。管路中扰动件导致单相流体的流动阻力特性在低R e条件下呈湍流特征;功能流体则呈不同规律,扰动仅导致流动阻力进一步增大,而流动阻力特性仍呈层流特征。

液体黏度对旋流泵性能和流动的影响

采用计算流体力学方法研究比转速为76的定型产品32WB8-12型电机直联旋流泵输送水和不同黏度黏油时的水力性能和内部流动,分析液体黏度对性能曲线、泵水力损失、泵腔内部液体平均旋转角速度的变化,给出3个工况下流量、扬程、效率和叶轮圆盘摩擦损失修正系数与叶轮雷诺数的定量关系式,并与离心泵输送黏油试验数据和现有修正系数换算方法进行详细对比。结果表明:与离心泵相比,旋流泵的叶轮圆盘摩擦损失占轴功率的百分比最多为5%,属低叶轮圆盘摩擦损失泵;液体黏度对流量和效率修正系数影响较小,对扬程修正修正系数影响较大;当叶轮雷诺数不低于1×10~4时,旋流泵可维持较佳水力性能,适合输送黏度较高的液体;泵腔内存在环流涡,其位置和大小、液体平均角速度大小同黏度有关。

层流区CuO-水纳米流体流动与对流换热特性(英文)

测量了3种不同粒径(23、51和76nm)的CuO-水纳米流体在层流状态下的管流对流换热系数,对比不同纳米颗粒粒径对层流区对流换热的影响。实验结果表明,在液体中添加纳米粒子增大了液体的管内对流换热系数,且在相同雷诺数条件下,23nm粒径的纳米流体对流换热系数要比其他2种粒径的纳米流体对流换热系数高出大约10%。基于有效介质理论和分型理论,得出新的纳米流体有效导热系数关联式,使用此关联式计算对流换热系数能够得到更加精确的实验方程。