液滴润湿固体表面的移动接触线:从吸附到滑动

液滴润湿固体表面是自然界和日常生产、生活中常见的流体力学现象.针对液滴润湿固体表面过程中移动接触线的运动模式,有必要开展深入的物理力学研究.采用分子动力学模拟方法,研究了3种不同润湿性固体表面上水滴浸润的动力学过程,展示了全时域液滴铺展动力学行为及其相应的移动接触线标度律,并划定了液滴润湿过程的4个阶段.第1阶段中(t/τ_(i)≤0.05,其中τi为惯性-毛细特征时间),液滴与固体表面实现点接触,接触角为180°.第2阶段中(0.05﹤τ_(i)≤1),液滴动态接触角快速减小,接触半径随时间以1/2幂律关系快速增长,且不受表面润湿性的影响.第3阶段中(1﹤τ_(i)≤3),液滴动态接触角继续减小,接触半径持续增长,表面亲水性越强浸润速率越快;最后进入长期弛豫阶段(t/τ_(i)> 3),疏水表面上的液滴铺展基本结束,接触半径和接触角均趋于定值,而亲水表面上液滴动态接触角的减小明显减缓,接触半径呈指数增长.进一步标定了固-液-气三相接触线的尺寸,通过深入分析位于固-液-气三相接触线处水分子在相空间中的运动轨迹,发现了两类接触线运动模式:吸附和滑动.具体而言,在液滴润湿固体表面的第1和第2阶段中,接触线以吸附模式产生和增长;第3阶段中吸附和滑动模式并重.第4阶段中接触线则以滑动为主.文章揭示了液滴润湿固体表面的分子级运动细节,有助于进一步深入理解固-液界面微尺度流动.

移动接触线及动态接触角数理模型研究综述

Huh-Scriven佯谬表明在连续介质假设下,若固体壁面指定无滑移边界条件将导致移动接触线处速度不连续和力学奇异性。以移动接触线力学奇异性及其消除机制为主线,从微观角度探讨了移动接触线的多尺度特性,综述了湿润过程中动态接触角的数理模型,讨论了仿真过程中针对移动接触线速度的几个处理方法。

电气化铁路大型货场新型移动接触网设计探讨

随着我国铁路运输的发展,电气化铁路成为我国主要铁路运输方式之一。而在电气化铁路货场的装卸作业中,移动接触网是一种常用的设备。对目前使用的移动接触网系统进行了总结分析,在此基础上提出了一种新型的移动接触网设计方案。该方案具有架设简单、施工方便、经济性好等优点。目前,该移动接触网系统已在国内多个电气化货场投入使用,运行效果良好,并取得了良好的经济效益和社会效益。

铁路贯通装卸线下沉式移动接触网结构及可靠性研究

货场装卸效率关乎铁路运输及行车组织的正常开展,固定接触网及现有的平移式移动接触网占用线路上方空间,从而限制了大型装卸机械的使用.基于此,文中设计了一种适用于铁路贯通装卸线使用的下沉式移动接触网,该移动接触网能够在工作位时为机车供电,非工作位时将接触悬挂部分移至地面或基坑,释放列车上方装卸空间,提高装卸作业的效率,保证装卸作业安全.现场冷、热滑试验结果表明,该下沉式移动接触网能够在工作位和非工作位之间顺利转换,并保持导高、拉出值、限界在规定范围内.蒙特卡洛仿真实验结果表明,下沉式移动接触网可靠性符合要求.铁路贯通装卸线下沉式移动接触网的推广使用,可以有效解决电气化铁路货场装运难题,节约人力、机力,大幅提高铁路货物运输组织效率.

电气化铁路大型货场新型移动接触网设计

针对现有移动接触网缺陷,提出一种适用于电气化铁路大型货场的新型移动接触网设计。通过分析对比和理论计算,开展折臂式腕臂、滚珠丝杠传动等机械系统以及电机驱动、行程限位、互锁控制等电气系统的设计,并阐述新型移动接触网的典型布置方案及运行流程。折臂式腕臂可有效克服直摆式腕臂装置阻力大的缺点,且具有增大装卸作业空间的作用;滚珠丝杠传动系统具有运行平稳、传动效率高、传动精度高、磨损小、寿命长等优点;带有互锁功能的控制系统可以最大程度保障移动接触网安全有效运行。该设计针对性地弥补了现有移动接触网的缺陷,具有广泛应用前景。

基于PLC控制的移动接触轨设计研究

结合实际需求设计了基于PLC控制的移动接触轨系统,阐述了移动接触轨控制系统工作原理、组成,并进行现场试验。该装置满足现场设计需求,可以随时实现移动接触轨前后移动的功能,为轨道车辆提供电能。为移动接触轨系统在轨道交通供电系统中应用提供了一定的实践研究和参考。

移动接触线的物理力学研究

移动接触线,指两种互不相溶的流体在固体表面形成移动的三相接触区域.移动接触区域跨越多个尺度,其中三相物质之间的相互作用影响着整个流场的动力学特征.由于在能源、航天、生物等领域中的重要应用和迅速发展,移动接触线在新的应用背景下发展了新的难题.标度分析是度量接触线自相似扩展的重要手段.本文以移动接触线的标度关系为主线,介绍了"力–电–热–化学"多场耦合环境下,亲水内角、微柱阵列、可溶解固体、水力压裂滞后区等复杂几何结构的刚性/柔性固体表面,采用物理力学方法对于移动接触线动力学属性研究的进展.通过跨尺度实验研究、大规模分子动力学模拟和分子动理论/水动力学理论相结合的方法,发现了类固体前驱膜、单分子前驱水链、锯齿形接触线等新现象.从原子尺度的界面结构到连续尺度的流动特性,讨论了移动接触线自相似扩展的标度关系,以及其驱动来源、能量耗散、边界条件等物理机制和规律,为多物理场中的"Huh-Scriven佯谬"探索了解答,为移动接触线的前景和应用提出了展望.

粗糙表面上的移动接触线和动态接触角

提出一个粗糙表面上移动接触线和动态接触角的数理模型 :毛细数较低时表观接触线前缘存在极薄的前驱膜 ,表观接触线在“湿”固体表面上移动 ,不同于传统模型中认为表观接触线在“干”固体表面上移动 .在Moffatt角区内部流动解的基础上 ,通过引入接触线特征参数表征表观接触线在前驱膜上的滑移程度 ,导出动态接触角的速度关系 .与不同研究者实验数据对比发现量纲 1特征参数反映固体材料特性和表面特性对动态湿润过程的影响 ,与液相的性质无关 .结合前期提出的滞后张力模型 ,对动态法和静态法测量静接触角产生的差异给出合理解释 .

移动接触线的物理力学研究

移动接触线指两种互不相溶的流体在固体表面形成移动的三相接触线．移动接触区域三相物质之间的相互作用影响着整个流场的动力学特征，其核心力学问题是“Huh—Scriven佯谬”：三相接触线处的应力和能量耗散的奇异性问题．由于在能源、航天、生物等领域中的重要应用背景，移动接触线问题已经成为多个领域的共性问题，因而在学术界受到了越来越多的广泛关注．

铁路集装箱中心站移动接触网感应电压计算

以国内首个铁路集装箱中心站移动接触网——昆明铁路集装箱中心站移动接触网为研究对象,提出了移动接触网上的静电和电磁感应电压的计算方法,根据昆明站的实际工况计算了移动接触网上的感应电压,可为铁路集装箱中心站移动接触网的设计、防护提供技术支持。

移动接触下求解二维闭合裂纹的双重迭代边界元法

使用子域边界元法对受移动接触弹性体作用下的二维闭合裂纹问题进行了数值计算。由于两弹性体的接触界面和裂纹表面的接触范围的大小和接触状态事先是未知的 ,对此 ,在两个接触表面同时采用迭代的方法进行了求解。在裂纹的每个裂尖上都采用了四分之一的奇异单元以保证裂尖位移场和应力场奇异性的满足。用我们编制的二维裂纹问题程序对一些中心裂纹问题进行了计算 ,计算结果与经典断裂力学的理论值比较吻合。在无摩擦的条件下 ,对一些具有不同角度且受移动接触弹性体作用下的闭合裂纹问题进行了数值计算 。

中心站用移动接触网时6.5m线间距可行性探讨

通过介绍目前铁路集装箱中心站常规设计模式和集装箱装卸机械,分析了当装卸线采用移动接触网时影响线间距的主要因素,同时给定了线间距为6.5m时集装箱装卸机械横向操控最大允许误差并对运营管理提出建议。

适用于移动接触的一种协调离散的边界单元

对二维弹性体移动接触问题提出了一种采用协调离散插值的方案 ,在小应变假设的前提下它能保持边界无法的优良特性 .接触区的位移和面力边界条件均能在离散意义下精确满足 .文中给出了一些算例来验证所提出算法的有效性和高精度 .

基于ZigBee通讯技术的移动接触网监控系统

该文提出一种电气化铁路集装箱中心站移动接触网监控系统的实现方法。该方法基于PLC和ZigBee无线通讯技术,采用分层分布的控制方案,实现了对移动接触网控制设备的远端监控,远动通道采用ZigBee无线通讯方式减轻了现场通讯电缆的铺设工作量。该系统为集装箱装卸站场的科学管理和全方位远程监控提供了先进的技术手段。该系统已在昆明集装箱中心站成功运行。

刚性可移动接触网水平转动设计研究

刚性可移动接触网主要应用于铁路电力机车检修库。在机车进、出库时为机车提供电能,在机车检修时为机车上方释放出空间。本文通过对刚性可移动接触网水平转动方式和驱动形式的研究,提出实现库内可移动接触网水平方式转动和刚性悬吊的结构技术方案并进行验证研究。

装煤漏斗仓柔性移动接触网原理及组成与安装

针对常规的装煤漏斗仓下方架设接触网方法的弊端,介绍了一种新型的与装煤漏斗仓匹配的柔性移动接触网系统,分别对其工作原理,系统组成及安装工艺进行了论述,指出该系统与漏斗仓的良好配合,提高了煤炭装载效率,且操作简单方便,值得推广。

移动接触网在地铁防淹门处的运用初探

介绍了地铁防淹门处接触网的独立小锚段和可断开式接头装置的通过方案,针对现有方案对接触网运营过程的影响,提出了移动接触网在防淹门处的运用方案。

浅谈地铁移动接触网原理及组成

一般情况下,由于地铁车辆段定修库需要安装起重设备用于车辆空调等设备的拆卸安装,而起重设备正好与接触网设置位置相冲突,因此定修库内一般不设置接触网。移动接触网实现了地铁车辆段定修库内既可以使用接触网进行电客车出入库调车,又不影响定修库内的起重机作业,提高了定修库作业效率。

PLC控制在移动接触网中的应用

介绍了同煤集团装煤筒仓下PLC控制系统在移动接触网中的应用,着重解决了电力机车与筒仓装车系统相互配合中的移动接触网的自动化控制,破解了电气化铁路在煤炭行业的自动装车系统中的瓶颈,从而提高了煤炭装运的现代化水平。

煤炭集运站移动接触网常见问题及解决方法

通过优化移动接触网电气配套设备的设计与安装方案,解决了同煤集团麻家梁煤炭集运站移动接触网施工中遇到的移动小车运行不平稳、煤炭粉尘污染严重造成断路器跳闸、移动接触网控制平台电气安全性差等问题。