液滴表面张力修正系数与蒸汽膨胀速率和进口参数的相关性研究

蒸汽自发凝结过程具有明显的非平衡特性,对凝结过程的预测存在困难。基于非平衡凝结模型,采用表面张力修正系数来修正液滴表面张力,并对Laval喷管及平面叶栅内蒸汽自发凝结流动进行多工况数值模拟。分析了表面张力修正系数对蒸汽凝结流动模拟精度的影响,着重讨论表面张力修正系数的最佳取值与蒸汽膨胀速率、进口参数的相关性,并研究其随进口参数的变化规律。结果表明:相同工况下,表面张力修正系数最佳取值对蒸汽膨胀速率变化不敏感,与进口总温相关性不显著,而与进口总压呈显著正相关;基于数值计算结果,通过拟合出的表面张力修正系数最佳取值与进口总压的三次关系曲线,可在进口总压为1.5×10~4~9.8×10~4 Pa范围内确定表面张力修正系数最佳取值范围,为汽轮机低压级湿蒸汽流动数值模拟提供依据。

考虑介质膨胀速率的锂离子电池管状电极中扩散诱导应力及轴向支反力分析

硅作为锂离子电池阴极材料相对于传统负极材料具有高比容量,价格低廉等优势.本文针对充电过程中锂离子电池中电极建立力学模型和扩散模型,并在扩散模型引入考虑介质膨胀速率的影响.以硅空心柱形电极为例,分析了恒流充电下介质膨胀速率对电极中扩散诱导应力分布的影响,并研究了不同内外半径比、充电速率、材料参数以及锂化诱导软化系数(lithiation induced softening factor,LISF)对轴向的支反力达到临界欧拉屈曲力所需时间的影响.结果表明,随着电极中锂浓度上升,介质膨胀速率对应力分布的影响增大,对轴向的支反力影响较小.弹性模量和应力成正比,但其与轴向的支反力达到临界欧拉屈曲力所需时间无关;扩散系数与所需时间成反比;偏摩尔体积增大时,达到临界屈曲力所需时间减少;随着LISF绝对值增大,完全锂化时轴向力降低.

不同颗粒粒径区间膨胀剂膨胀性能、膨胀速率的研究

本文针对两种不同颗粒粒径范围的膨胀剂,进行膨胀性能、膨胀速率的研究。依据膨胀性能、膨胀速率与膨胀剂颗粒粒径范围的相关关系,确定膨胀剂的最佳颗粒粒径区间,以指导混凝土膨胀剂在实际生产过程中的工艺。

无砟轨道地基泥岩膨胀变形及水分迁移速率衰减规律

高铁无砟轨道对膨胀变形值要求极为严格,地基膨胀泥岩浸水引起的胀缩变形将对行车安全性和舒适性产生影响。为研究泥岩随浸水位置水平距离和深度增加时膨胀速率及水分迁移速率的衰减规律,以兰新铁路第二双线某处典型膨胀泥岩为研究对象,通过顶部和侧面两种浸水方式进行三组重塑泥岩膨胀变形试验。试验结果表明:距离浸水管水平长度不同,膨胀时程曲线变化规律不同。距离浸水管水平长度越远,膨胀速率越慢,水分迁移速率亦越小;侧面浸水时沿深度方向首先引起底部土体膨胀。通过对试验数据进一步分析,提出用初期平均渗透系数分析水分迁移速率衰减规律,经计算可知,水分迁移速率随与浸水管水平距离和垂直距离的增大均呈衰减趋势。研究结果可为地基泥岩上拱病害治理及预警提供理论支撑。

无砟轨道地基泥岩膨胀变形及水分迁移速率衰减规律

在新时期这个时代大背景下,人们的思想越来越前卫,所以交通工具就显得尤为重要,它能让人们开阔眼界,增长见识。高铁在人们的日常生活中扮演十分重要的作用。高铁中的无砟地基轨道就是一种盛行的方法,就是它对泥岩膨胀变形的数值要求很严格,泥岩膨胀变形将影响行车的安全性和舒适性。所以,本文针对泥岩膨胀变形所做的试验进行理论性叙述期待对后来的人有所帮助。为了做这个实验,从泥岩浸水的方向的不同,做出实验效果并记录,做出对比效果图还能直观的看出泥岩浸水方向的不同引发的差异,通过实验数据的进一步分析,提出了渗透系数与水分迁移速率衰减的规律。通过图形对比发现,水分迁移速率随着水平距离和垂直距离的增大均呈递减趋势。研究结果可以为地基泥岩膨胀变形的治理及预警提供支撑。

膨胀岩线膨胀变形速率的试验研究

通过对引江济淮试验工程的膨胀岩重塑样进行无荷及有荷膨胀率试验,研究了线膨胀变形速率随时间的变化规律,确定了线膨胀变形速率与初始含水率、上覆荷载的关系,以及线膨胀变形速率与最终膨胀率的关系。试验结果表明,线膨胀变形速率与时间在双对数坐标上近似呈线性关系减小;在膨胀过程的前期线膨胀变形速率随初始含水率的增加而减小,后期线膨胀变形速率随初始含水率的增加而增加;线膨胀变形速率随上覆荷载的增大而急剧减小,在线膨胀变形速率与时间的双对数坐标上近似呈线性关系;最终膨胀率随线膨胀变形速率的增加近似呈二次函数正相关,此研究成果对于通过线膨胀率速度的变化规律预测长期的膨胀变形有重要意义。

无荷和有荷条件下膨胀土变形规律研究

通过室内无荷载膨胀率和有荷载膨胀率试验,对芜申航道胥河段原状膨胀土的膨胀速率和膨胀率进行了研究。根据竖向荷载的大小,将膨胀土单向浸水膨胀过程分为无荷作用、小荷载作用、大荷载作用3类,又对每一类浸水膨胀过程分别进行了分段。研究了在不同荷载作用下,膨胀率、膨胀后干密度、膨胀后孔隙比和膨胀后含水率的变化规律。结果表明:随着荷载的增大,有荷膨胀率减小,土样浸水膨胀稳定后干密度增大,膨胀稳定后,孔隙比、含水率减小。最终竖向膨胀率与吸水率呈正的半对数关系。根据工程中允许土体产生的变形,确定允许膨胀稳定后的膨胀力,从而进行挡土墙的设计。

侧限条件下膨胀土膨胀试验研究

选取某工程段膨胀土做室内无荷膨胀率试验,研究了在侧限条件下膨胀土的膨胀时程特征,分析了无荷膨胀率与压实度、初始含水率之间的关系。结果表明:膨胀土的膨胀变形可分为急剧膨胀、膨胀衰减、膨胀稳定三个阶段;初始含水率相同时,压实度越小的土样在起始膨胀阶段的膨胀速率越大,最终膨胀量越小;压实度相同时,初始含水率越小的土样在膨胀变形的前两个阶段膨胀速率越大,最终膨胀量也越大;无荷膨胀率与压实度线性正相关,与初始含水率线性负相关。初始含水率对无荷膨胀率的影响大于压实度。并基于试验结果建立了反映初始含水率、压实度影响的无荷膨胀率方程,与实测结果对比表明,方程合理、有效。

高庙子钙基膨润土的膨胀特性

对高庙子钙基膨润土进行了膨胀变形试验、膨胀力试验及湿陷试验,研究了其膨胀特性及湿陷特性.试验结果表明:膨胀力随初始干密度的增加而增大,且膨胀力的对数与初始干密度大致呈线性关系;浸水引起的膨胀应变随着竖向应力、初始含水量的增大而减小,且随着初始干密度的增加而增大;膨胀速率随初始干密度的增加而增大,随竖向应力、初始含水量的增大而减小;在相同竖向应力下,3种试验方法得到的浸水饱和稳定后的孔隙比大致相同,在双对数坐标下,孔隙比与竖向应力呈线性关系.

单向及多向浸水条件下泥岩膨胀变形试验研究

泥岩浸水膨胀变形将导致构筑物地基上拱病害,为研究浸水方式对膨胀土膨胀变形的影响,以兰新铁路第二双线一处典型膨胀泥岩为研究对象,通过单向浸水(包括上部和底部渗透)和三向浸水方式进行了重塑泥岩膨胀变形试验。试验结果表明:不同浸水方式下土体达到膨胀稳定的时间不同,三面浸水方式较单向浸水方式下所需时间短。试验初期单向底部浸水膨胀变形速率较顶部浸水时小,三向浸水膨胀变形速率随注水孔增多而增大。通过试验数据进一步分析发现,三面浸水方式下膨胀变形量与浸水过程吸水量呈良好幂指数关系,单向浸水两者呈良好对数关系,土体浸水方式对膨胀量计算模式有重要影响。通过对比不同浸水方式下膨胀速率及膨胀变形量变化规律,为膨胀土地基设计和预警提供理论支撑。

水介质对圆柱壳体爆炸驱动膨胀过程的影响

为了研究水介质中圆柱壳体在炸药爆轰驱动下的膨胀特性,采用超高速狭缝扫描和阴影成相技术获得Φ25 mm标准圆筒在水介质中的膨胀历程;并结合圆筒在空气介质中的膨胀特性进行了对比分析。结果表明,在水介质中壳体的膨胀速率在初期突升至0.8 mm/μs,然后在55μs内逐渐下降至0.25 mm/μs;且由于水阻力与爆轰产物的膨胀力相当,则壳体的环向应力相对于其他方向的应力较大,导致电镜扫描照片中壳体的条纹方向较为单一。壳体的裂纹主要沿轴向扩展,所形成的破片近似为长条状;而在空气介质中壳体的膨胀速率在初期能够迅速上升到1.1 mm/μs,然后在20μs内逐渐上升至1.4 mm/μs;且由于空气对壳体的阻力相对较小,则壳体的径向应力与环向应力均较大,导致电镜扫描照片中壳体的径向条纹及环向条纹均比较明显,所形成的破片为小块状。

干湿循环作用下膨胀土变形特性

为探究自然界干湿循环作用下膨胀土的膨胀变形特性及其影响机理,以南宁膨胀土为研究对象,分别测定0~4次干湿循环后试样膨胀量与时间的关系曲线,分析了膨胀曲线不同阶段特征及其影响机理,研究了不同干湿循环次数下的土水特征曲线,分析了基质吸力在膨胀变形中的作用。研究发现不论是否经历干湿循环作用,膨胀量与时间的关系曲线(膨胀曲线)都是非线性的;未经历循环的试样的膨胀速率最低,约在230 min后完才成总膨胀量的90%;经历了1~4次循环后,试样均在约100 min就完成膨胀量的90%,之后缓慢达到稳定值;不同循环次数下,膨胀速率随时间增加而逐渐降低,膨胀曲线大致分为快速膨胀、减缓膨胀和缓慢稳定3个阶段,膨胀曲线可用3段直线进行近似拟合;经历1次循环后,试样总膨胀量增加约20%,之后随着循环次数的增加而逐渐减小;在低含水率下(ω<3%),不同循环试样的基质吸力较为接近,随着含水率增大,基质吸力的差异也增大。非饱和土吸水过程中的水封闭、双开敞、气封闭等3个阶段的三相特征差异,是造成膨胀速率变化的主要原因。经历不同干湿循环次数后,试样破碎化程度和基质吸力的差异,是导致膨胀曲线及总膨胀量差别的重要因素。

氧化镁煅烧温度与其微膨胀性能关系的综评

本文阐述了氧化镁(MgO)的煅烧温度、煅烧时间与MgO产生的水化速率、膨胀速率和膨胀量等之间的关系。根据试验研究及工程施工实践成果,本文提出了按不同工程补偿收缩要求,控制MgO的煅烧时间及煅烧温度,以满足工程施工技术要求的观点。

湘西膨胀土膨胀变形及膨胀力特性试验研究

为研究湘西弱膨胀土的膨胀变形及膨胀力特性,开展了不同含水率下湘西膨胀土的无荷及有荷膨胀试验。结果表明:相同含水率下,无荷膨胀试验的膨胀速率和最终膨胀率远高于有荷膨胀试验。上覆应力越大,试样膨胀变形越小。当上覆应力超过膨胀力时,试样开始产生压缩变形,且应力越大,压缩变形越大。含水率越高,同一上覆应力下试样膨胀变形就越小,试样的膨胀力也越小。不同含水率下湘西弱膨胀土的膨胀变形与上覆应力可用双参数对数模型拟合,模型参数含义分别为试样的无荷膨胀率和膨胀率随应力增加的衰减速率。试样膨胀力可通过对数模型的参数表征,并与含水率呈负指数形式。

离子掺杂对钙质膨胀剂熟料性能的影响

研究了MgO、Al_(2)O_(3)和CuO三种金属离子氧化物对氧化钙类膨胀剂熟料性能的影响,与未外掺金属离子氧化物相比,分别外掺3%金属离子氧化物后,CuO抑制了膨胀剂熟料反应速率,MgO对膨胀剂熟料反应速率基本无影响,Al_(2)O_(3)加速了膨胀剂熟料的反应速率。采用化学分析、XRD、微量热法对膨胀剂熟料的f-CaO含量、矿物组成及水化历程进行了分析,结果表明,外掺CuO会抑制生料中CaCO_(3)分解为f-CaO,导致膨胀剂熟料反应速率较低;外掺MgO、Al_(2)O_(3)主要在膨胀剂熟料体系中发生离子置换反应,因Al^(3+)与Ca^(2+)价位不同使体系内部产生缺陷,提高了其膨胀反应速率。

Ia型超新星的爆发机制及其前身星模型

Ia型超新星作为测量遥远星系距离——从而测定宇宙膨胀速率——的“标准烛光”,已经成为宇宙学中具有重要意义的天体。从某些方面来讲,Ia型超新星仍属于神秘天体(或爆发事件),其前身星及爆发模型还没有得到很好的理解,当前的观测不足以对理论模型作出精确的限制。然而有很好的理由相信大多数Ia型超新星可能是由接近钱德拉塞卡质量极限(≈1.39 M_⊙)的碳-氧白矮星通过聚变中心的碳和氧所引发的热核爆炸产生的。至于这一爆发通过何种机制完成,例如具体到Ia型超新星爆发时的流体动力学过程,仍存在分歧。最近爆燃阶段的三维数值模拟结果似乎表明,在Ia型超新星爆发晚期引入爆轰机制是没有必要的。另一方面,尽管当前的多数证据表明,C-O白矮星+主序星(或红巨星)的演化模式比C-O白矮星+C-O白矮星的演化模式可能更合理,但双简并白矮星的前身星模型并不能被排除,因为它们能解释一些特殊的Ia型超新星爆发。

深部调驱缓膨高强度颗粒的制备及其性能评价

为了减缓聚丙烯酰胺体膨颗粒遇水膨胀速率,满足非均质性地层深部调驱的需要,采用乳液聚合技术,以丙烯酰胺、天然胶乳为主要原料,制备了缓慢膨胀的高强度油田堵水调剖颗粒.分别对天然胶乳、交联剂、引发剂以及膨润土的加入量对产品膨胀性能的影响进行了实验研究,确定了实验的最佳配比:水600 g、丙烯酰胺150 g、交联剂0.45 g、引发剂0.4 g、膨润土55 g、天然胶乳190 g,制备的堵水颗粒浸水110 h后开始缓慢膨胀,10 d吸水倍率50 g/g,耐温83.1℃,封堵率98.4%.实验结果表明,在聚合体系中加入天然乳胶与丙烯酰胺共聚能够极大地减缓堵水颗粒浸水初期的膨胀速率,增大体膨后颗粒强度,适合深部储层调驱.

壳体对炸药水下爆炸近场特性的影响

为了研究壳体对炸药水下爆炸近场特性的影响,在水下进行了Φ25mm圆筒试验与Φ25mm裸药柱滑移爆轰试验,对比分析了带壳装药、裸装药的冲击波迹线与壳体、气泡的膨胀迹线。结果表明,壳体对炸药爆炸后冲击波的衰减作用较为明显,带壳装药水下爆炸冲击波波阵面压力与冲击波传播速度以相对较低的初始值(0.9GPa,0.78mm/μs)近似保持不变,而裸装药水下爆炸冲击波波阵面压力与冲击波传播速度从较高初始值(8.5GPa,0.92mm/μs)以指数形式快速衰减;不同膨胀时期壳体对膨胀过程的影响不同,导致水下爆炸初期(0～5μs)与后期(20μs以后)带壳装药壳体的膨胀速率低于裸装药气泡的膨胀速率,水下爆炸中期(5～20μs)带壳装药壳体的膨胀速率高于裸装药气泡的膨胀速率。