液体润滑浸渍表面(SLIPS)船舶防污涂层最新研究进展

综述了近3年来关于液体润滑浸渍表面(SLIPS)船舶防污涂层的研究进展,特别是润滑液的选择与涂层的结构设计,以及这些因素如何影响涂层的整体性能,以期为未来的研究提供最新思路及研究方法。

气-液界面位置对微凹槽结构内两相流场和减阻特性的影响研究

在超疏水表面增加微凹槽结构,有利于在表面张力作用下留存部分空气形成气-液界面,从而大大降低流动阻力,在流动减阻方面展示了巨大的应用潜力.然而,由于流体剪切、空气溶解等影响,微凹槽内的空气容易发生损耗,导致气-液界面位置向凹槽底部移动,进而降低减阻效果.为了揭示微凹槽内空气损耗后气-液界面位置对流动减阻效果的影响,开展了显微高速摄影实验和计算流体动力学数值模拟,研究了微凹槽内不同气-液界面位置对两相流场特性的影响,并分析了等效滑移长度和减阻率的变化规律.结果表明,随着气-液界面位置的下移,气-液界面上方的流体从附着流转变为分离涡流,空气内部的涡流方向也从顺时针转变为逆时针.形成分离涡的临界空气损耗率为h_(c)^(*)=0.3~0.4,减阻率从12%降低到5%.界面下降后雷诺数Re、微通道宽度W和凹槽长度占比δ对微凹槽减阻性能也有重要影响,研究结果有助于深化对超疏水表面微凹槽两相流动减阻问题的认识,为微凹槽结构设计及应用提供重要的理论指导.

在役斜拉索粘滞阻尼器力学性能与控制效果研究

针对在役斜拉索粘滞阻尼器长期服役后易产生液体泄漏的问题,采用性能试验和有限元法定量评估并分析液体泄漏对阻尼器力学性能和减振控制效果的影响。首先,采用性能试验的方法分析实桥液体泄漏粘滞阻尼器力学性能,研究滑移产生的机理;然后,引入缝隙单元并与粘壶单元串联,建立液体泄漏粘滞阻尼器力学模型,确定模型参数并通过试验验证;最后,基于该力学模型,采用数值模拟方法建立斜拉索-液体泄漏粘滞阻尼器的系统模型,分析液体泄漏对斜拉索附加模态阻尼比的影响。结果表明:液体泄漏导致粘滞阻尼器阻尼力滞回曲线出现明显的滑移现象;液体泄漏后粘滞阻尼器内部出现空隙,当活塞杆经过空隙时无法产生正常的阻尼力,导致阻尼力滞回曲线出现滑移平台,显著削弱了阻尼器的耗能能力;随着滑移量的增大,粘滞阻尼器能够实现的一阶附加模态阻尼比逐渐减少,降低了其对斜拉索的减振控制效果。

真空氧氩脱碳转炉冶炼的单点液滑环用双相不锈钢锻造工艺研究

基于单点液滑环用2205双相钢锻件服役性能要求,设计了针对单点液滑环用双相钢中大型锻件的锻造工艺。采用真空氧氩脱碳炉(VODC)精炼技术,确保钢锭的纯净度。制定了合理的单点液滑环用中大型锻件固溶热处理工艺曲线,现场通过精细调控加热保温参数和冷却速度等,成功制备出组织稳定且成分均匀的α+γ双相不锈钢锻件,有效避免了富Cr脆性σ相的析出。经综合性能测试验证,该锻件力学性能和耐蚀性能等指标均满足单点液滑环现场使用的技术要求。

含沙流下双吸泵磨蚀特性分析

为深入分析含沙流下双吸泵磨蚀特点,采用RNGk-ε模型计算获得叶片正背面的剪切力、泥沙分布及固液滑移速度等参数,进而基于正交试验法对含沙量、沙粒直径和进口流速等对磨蚀的影响进行分析。研究表明,在含沙流下,叶片正、背面沙粒多集中在进口处。固液滑移速度受沙粒直径影响最大,沙粒直径增大,固液滑移速度也随之增大。三种因素中,沙粒直径对双吸泵磨蚀的影响权重最大,含沙量其次,流量的影响相对较少。

从秦楚文字论“鼠”字上古声母构拟

对于中古书母字的上古来源,学界按各字所属谐声系列的不同特点,基本上主张其部分跟塞音相关,部分跟流音相关。至于具体到“鼠”字的上古声母,因缺少汉语内部更多确切的证据,故而只能作出大致推测。随着近年来安徽大学藏战国竹简等出土文献资料的整理出版,可以看到“鼠”字有增加流音声符“予”或“吕”等多种异体字,再结合秦简、连绵词等其他证据,由此说明“鼠”字的上古声母确实可以拟作带流音的*hlj-。

超滑氟硅涂层研究进展

超滑氟硅涂层是一种新型的表面功能涂层,因其表面具有类似液体和分子光滑的特性而表现出良好的疏液、自愈合、防结冰、防指纹、防生物污损等性能,具有重要应用前景。本文介绍了超滑液体浸润涂层(或表面)和类液态高分子刷涂层2类超滑涂层的制备原理和性能特点。其中,前者通过超滑液体浸润多孔基底或溶胀于涂层基体之中获得,该涂层(或表面)润滑性强、自修复效果好,但易受侵蚀;后者通过氟硅高分子刷化学键合于基材表面或整个涂层基体之中制得,超滑性能相对较弱,但机械稳定性较好。进一步,重点介绍了2类超滑涂层的性能提升策略及已取得的进展。最后,指出了超滑涂层未来发展所面临的挑战。

基于ODA/PDMS粗糙结构的仿生光滑液体灌注膜

相较于表面易损伤、压力稳定性差的超疏水表面,具备特殊浸润性的光滑液体灌注表面(SLIPS)在油水分离膜材料的开发上有良好的应用前景。本文使用聚丙烯(PP)和聚酯(PET)纤维膜作为基底,通过一步浸涂法在基底上构造了ODA/PDMS疏水粗糙结构,在其上灌注润滑油,制备了一种具备SLIPS的仿生光滑液体灌注膜(SLIM-ODA/PDMS)。这种光滑液体灌注膜具有良好的疏液性和较好的重力下油包水乳液分离能力,分离率在99.8%以上,这为新型油水分离材料的开发提供了思路。

界面极限滑移条件下的液膜密封流场平均速度分布规律

为研究液膜密封流场平均速度分布规律,及其与流-固界面剪切应力之间的关系,基于Couette流动模型建立存在边界速度滑移时的密封间隙流场速度计算模型,采用Mixture均相模型和Schnerr-Sauer空化模型,通过数值模拟考察界面无滑移(滑移速度为0)和无剪切(滑移速度最大)2种极限情况下不同转速时液膜轴向不同位置处的微流场径向、切向和轴向速度分布,并建立流体型槽界面剪切力-速度拟合模型。研究结果显示:液膜的切向速度远大于径向和轴向速度,三维合成速度分布规律主要由切向速度决定;流场在槽区内近台阶轴向1μm范围内压力梯度发生突变,但非槽区和槽区流场相对独立,非槽区可视为简单Couette流动,槽区为逆压梯度Couette流动;流-固界面粘附剪切应力的大小与液膜边界速度滑移密切相关,槽区界面剪切应力变小时,边界滑移速度和槽内外流场各方向速度均变大,且转速越高,数值越大;在不高于10000 r/min时,空化效应对整体平均速度场的影响较小,但速度更高时,需量化空化效应,并对剪切应力-速度拟合模型进行修正。

池州市姚街铅锌矿的成矿地质条件浅析

池州市姚街铅锌矿为一铅锌银矿床,位于七都复背斜之三岗尖—杨美桥背斜南东翼,矿体产于奥陶系碳酸盐与志留系碎屑岩之间的钙-硅界面所形成的滑脱构造中,受近南北向断裂控制,后期成矿热沿着断裂构造侵入,由于受到顶板志留系碎屑岩的屏蔽作用,含矿热液同下部碳酸盐岩层充分交代而富集成矿,形成层控矽卡岩型矿床。以往地质勘查工作一直为取得找矿突破,但积累了丰富的资料,文章通过系统分析矿区地质特征及矿床成因,认为矿床含矿岩性为奥陶系中统宝塔组上部和上统汤头组的矽卡岩,主要金属矿物为方铅矿、闪锌矿、辉银矿等。矿区下一步找矿方向应关注碳酸盐与碎屑岩组合形成的钙-硅界面,钙-硅界面后期因层间滑脱或断层所形成的滑脱构造,以及周边存在中酸性岩岩浆岩侵入,这是寻找层控矽卡岩型矿床有利的成矿条件及找矿标志。

超疏水性表面上的流体滑移及其减阻应用(英文)

文章从边界层理论出发,探讨了超疏水性表面的微观结构模型,分析了流体的滑移长度对粘性阻力的影响机理。通过水槽和水洞的实验,研究了超疏水性表面在不同流动条件下的减阻特性。实验结果表明:在低雷诺数流动下,最大减阻量可达到8.76%,在高雷诺数流动下,最大减阻量可达到2.63%。

剪切率对微纳米间隙下流体边界滑移影响的试验研究

为了研究微纳米间隙下固液界面间流体的流动特性,采用修饰的原子力显微镜针尖,针对微纳米间隙下受限液体的边界滑移现象,对边界滑移在不同趋近速度下的特性进行了试验研究。固体壁面为Si(100)表面,试验液体为去离子水。试验结果表明,当球-盘间隙大于某一临界间隙后,不发生边界滑移;名义趋近速度越小,固液界面开始发生滑移的临界间隙越小,表现出明显的速度相关性。为进一步探究滑移和运动速度相关的原因,研究了固液界面上流体剪切率的分布规律,研究结果证实,边界滑移与剪切率相关,但只有在达到某一极限剪切率时才会发生边界滑移。

固液耦合模式下采动诱发断层两盘滑移规律的模拟分析

以五沟煤矿F16断层的地质条件为背景,采用三维有限差分数值软件FLAC3D的固液耦合模式,对断层倾角、断层破碎带宽度及承压水水压不同时,在断层上盘煤层开采过程中断层界面滑移量的变化规律进行了分析,研究得出:断层界面同一标高处的垂向滑移量随断层倾角、断层破碎带宽度及含水层水压的增加而增大。断层界面的垂向滑移量越大,突水危险性越大。

微细通道内蒸发薄液膜区壁面滑移及微流动特性

基于扩展Young-Laplace方程和动力学理论研究微通道中蒸发薄液膜区固液界面附近流动和传热特性,考虑压力特征、壁面滑移和温度跳跃建立物理模型。利用边界层近似,提出一种计算固液界面吸附微液层热阻的方法,导得固液界面的热阻和温度。数值模拟结果表明,壁面微流动会降低毛细压力梯度,增加壁面热阻,降低液相过热度,恶化液膜铺展和传热性能,在薄液膜区不可忽略。阐明壁面微流动含义,指出滑移系数与吸附流动微液层厚度的关系。

超薄水膜剪切流的分子动力学模拟

为揭示超薄膜的摩擦特性与微观结构的关系,运用分子动力学模拟的方法对其进行研究,采用固液比作为流体膜固化的定量描述,分别讨论温度、分子层数对固液比和摩擦力的影响。仿真结果表明,摩擦力随固液比的增大而增大;当壁面原子与液体膜原子的质量比增大时,会造成固液比缓慢上升,但摩擦力却随之下降,固液间滑移长度的增大是造成这一现象的主要原因。

Experimental research on friction-reduction with super-hydrophobic surfaces

Many recent studies have confirmed the existence of liquid slip over particular types of solid surfaces, and these so-called super-hydrophobic surfaces have been shown to generate effective liquid slip because of the air trapped between the surface structures. In this paper, based on boundary layer theory, the microscopic structure of the super-hydrophobic surface is analyzed. The liquid slip effect on friction-reduction over super-hydrophobic surfaces under various flow conditions is investigated by experiments with a flume and water tunnel. The experimental results show that the greatest amount of drag-reduction that can be achieved is 8.76% at a low Re.

基于PLC的滑差调节器的控制

阐述了滑差调节器的作用、工作原理、控制系统的硬件设备和 PL C控制。重点讲述了事故保护和调试过程中对实际问题的解决。该设备在某研究院的 HL-2 A磁约束等离子体实验装置的 1#、2 #电动机 -飞轮 -交流脉冲发电机组中得到应用 ,在机组起动过程中 ,使电动机定子电流的稳定度达到 1%以下。整个设备运行稳定、可靠 ,完全满足设计和实际使用要求。

大牛地地区致密气田气井积液判断新方法

大牛地地区致密气田气井普遍产液,严重影响了气井的正常生产,正确判断井筒积液是实施排液工艺的重要内容。采用临界滑脱密度法对气井积液进行了判断,结果表明:使用该方法能够正确判断气井积液,与工程实际相符合,并且还可判断出气井发生气液滑脱后不会立即积液,而是当滑脱超过一定程度后才开始积液。

固液两相流离心泵内部流场数值模拟与磨损特性

基于Particle模型和非均相模型,运用流场分析软件ANSYS-CFX对固液两相流离心泵的内部流场进行了数值模拟。对液相采用标准k-ε湍流模型,对固体颗粒相采用离散相零方程模型,壁面设置为自由滑移壁面条件。分析了在颗粒体积分数为0.1,固体颗粒直径分别为0.1、0.25、0.5、0.75 mm时,过流部件壁面处固体颗粒相的滑移速度。结果表明:随着颗粒直径的增大,壁面处固体颗粒相的滑移速度增大;固体颗粒相向叶片工作面偏移;在叶片头部、叶片压力面和吸力面的中部到尾部处、蜗壳起始段靠近隔舌处和靠近叶片压力面尾部的前后盖板处等壁面,固体颗粒相的滑移速度较大,磨损较为严重。

速度滑移下液压主轴轴心轨迹动态研究

基于载荷增量法和扰动压力法,研究液体液压主轴系统的动态性能。通过有限差分法求解计入微尺度速度滑移效应的不定常油膜压力分布的雷诺方程,并得出非线性油膜力。应用载荷增量法和扰动压力法求解反映油膜动态特性的4个动态刚度和阻尼系数,并用于转子轴心轨迹的动力学描述,求解存在偏心质量下的转子轴心轨迹,实现液压主轴系统的流-固耦合分析。研究结果表明:速度滑移对液压主轴的动态刚度和阻尼性能造成了一定的影响。动刚度系数Kxx、Kxy、Kyx和Kyy受滑移影响降低的最大比率分别为4.85%、4.85%、7.20%、7.16%,速度滑移降低了油膜阻尼系数Cyx、Cxy和Cyy,阻尼系数Cxx受滑移影响比较复杂;随着转子偏心质量距的不断增加,主轴轴心运行轨迹在不断扩大,系统的稳定性不断降低。最后,通过液压主轴回转精度实验验证了轴心轨迹模型的正确性和有效性。