凌庄子水厂保水堰流量系数试验

凌庄子水厂蓄水池进水口处有一保水堰,为非标准薄壁堰,不能使用已有堰流公式对其过流量进行准确计算。为了得出较为精确的过流流量,按照重力相似准则制作几何比尺为1∶5的模型进行试验研究。在已有自由出流公式的基础上,对自由出流流量系数进行修正并对淹没情况下流量变化过程进行研究。对该非标准堰自由出流流量系数的实测值与经验值进行分析比较,发现堰板槽降低了实际自由出流过流能力。淹没出流的流量系数主要与下游尾水位有关,试验中形成的淹没式堰流受实际堰型尺寸影响,下游尾水位和堰上水位近似相等,不完全适用已有淹没出流流量公式,通过试验给出了修正淹没系数随h/p的变化关系。结果表明利用堰前、堰后水位初步计算过流流量是可行的,可为该工程提供参考,也可为实际工程中非标准矩形堰的流量计算提供思路。     

X射线参考辐射装置固有过滤层厚度的测量

固有过滤层厚度是X射线参考辐射装置的重要性能参数之一，需要进行定量测量。本研究以新版本ISO 4037-1标准规范为依据，以N系列辐射质（N-20~N-350）的X射线参考辐射装置为例，通过PTW30013电离室测量不同尺寸次级光阑下的辐射野，建立符合要求的实验环境。结果表明，采用半值层法测量得到该参考辐射装置的固有过滤层厚度为0.122 mm Al；通过增加铝过滤片厚度得出N-40~N-350辐射质下4 mm Al等效固有过滤层厚度；利用单质铝金属和铍金属在不同能量下质能衰减系数的转化关系，得出N-20~N-30辐射质下1 mm铍的等效固有过滤层厚度。本研究结果可为X射线参考辐射装置固有过滤的测量提供一定的参考。     

配缸间隙对发动机机体振动噪声影响研究

分析活塞配缸间隙对活塞2阶运动的影响,优化活塞动力学特性,对于发动机减振降噪具有重要意义。以非道路4缸高压共轨柴油机为研究对象,建立了活塞动力学计算模型及整机多体动力学计算模型,进行了配缸间隙对活塞动力学与发动机机体振动噪声影响的仿真分析;对机体和曲轴进行模态试验,验证了有限元模型的准确性。通过整机的仿真分析,结果表明:配缸间隙增大后,摩擦平均有效压力依次减小;活塞敲击力先小幅减少,然后急剧增大,最后趋于稳定。在主推力侧,不同配缸间隙计算方案均在2阶谐次下出现最大振动峰值;在次推力侧,振动在800～3 000 Hz频段内差异比较明显,在2 000～3 000 Hz频段内差异尤为显著。机体噪声的1/3倍频程分析显示不同配缸间隙计算方案在中心频率500Hz时出现最大声功率级。     

基于控制变量参数化方法的自由漂浮空间机器人路径规划研究

针对自由漂浮空间机器人传统路径规划方法对基座卫星扰动较大的问题，提出了一种基于控制变量参数化的路径规划方法。该方法将路径规划问题转化成以基座姿态扰动最小为目标函数并满足一系列约束条件的最优控制问题，并采用控制变量参数化方法进行离散化处理，将最优控制问题转化成求解非线性规划问题，并给出了完整的理论收敛性证明，从而准确地估计出自由漂浮空间机器人末端执行器的最优路径。仿真结果表明，与传统的分解加速度方法相比，该方法得到的运动路径所引起的基座卫星姿态扰动为0.104rad，相比传统方法降低了17.53%，验证了所提路径规划方法的有效性与最优性。     

椭圆绕制钢质活塞环加工工艺研究

钢质成型带料经过3个固定滚轮,及1个CNC控制的不断位移的拉伸销而实现椭圆绕制。为了绕制出符合设计要求的椭圆钢质活塞环,文章对之加工工艺进行研究,包括设置适当大小的椭圆基圆、设计活塞环自由型线及对型线数据进行处理、控制绕制过程中送料量及拉伸量等。     

自蔓延高温合成制备钨粉的热力学研究

计算了镁热还原自蔓延高温合成金属钨粉的吉布斯自由能和绝热温度,并进行了实验验证,结果显示:自蔓延高温合成制备金属钨粉在热力学的角度上是可行的,Mg-WO3体系中WO_3在273～2 350 K,2 350～3 200 K和3 200 K以上分别按照WO_3→WO_(2.9)→WO_(2.72)→WO_2→W,WO_3→WO_(2.72)→WO_2→W和WO_3→WO_2→W的顺序被还原成金属钨粉;体系的绝热温度为3 680 K,可以维持自蔓延反应,添加稀释剂可以降低其绝热温度,降低绝热温度的能力由大到小依次为碳酸钠氧化镁氯化钠;Mg-WO_3体系自蔓延高温合成可以制得Dv(50)约为1.39μm的单相金属钨粉.     

利福霉素S的固液相平衡和溶解热力学

在288.15—323.15 K温度范围内,采用静态法测定了利福霉素S在5种纯有机溶剂(乙醇、异丙醇、正丁醇、乙酸乙酯和乙酸丁酯)中的溶解度,结果显示:利福霉素S在5种溶剂中的溶解度均随温度的升高而增大。使用修正Apelblat方程对溶解度的实验值进行了关联,并采用X射线衍射仪测定利福霉素S的晶型。在范特霍夫方程的基础上,对溶解过程中相关的热力学参数进行了估算,所得的溶解焓和吉布斯自由能均为正值,从而说明该过程是吸热的,而当溶液饱和后继续溶解是需要吸收能量的;并且分析了溶解过程中不同溶剂条件下焓与熵的贡献率。为制得纯度更高的利福霉素S,整体优化利福平合成工艺提供了理论指导。     

发动机活塞失效分析与应对措施

活塞是发动机的重要部件,对发动机的性能起决定性作用,活塞失效将导致整个发动机的失效。文章结合实际案例,主要针对活塞不同部位出现的典型失效及如何采取措施避免该失效的产生进行分析,为活塞设计、制造及发动机修理提供参考。     

羟基(—OH)对煤自燃侧链活性基团氧化反应特性的影响

针对煤结构及其氧化反应机理不明等问题,以羟基(—OH)和煤自燃侧链活性基团—OCH,—CHOHCH 3和—OCH 3为研究对象,采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP-311G(d,p)方法,构建出了羟基(—OH)处于侧链活性结构邻位的小分子结构模型。基于前线轨道理论和量子化学理论,采用Gaussian 16软件对小分子模型的静电势、前线轨道的能级和电荷分布及煤氧复合反应过程中的热力学参数进行了模拟计算,探究了侧链活性基团的低温氧化特性和羟基(—OH)对其的影响。计算结果显示,在侧链活性结构中,氢原子周边呈强正电势,为亲核反应活性位点,而氧原子附近呈强负电势,为亲电反应活性位点。当羟基(—OH)处于侧链活性基团邻位时,会削弱侧链活性基团的亲电反应能力,增加—CHO和—CHOHCH 3的亲核反应能力,而使—OCH 3的亲核反应能力消失;通过分析各活性基团最高占据轨道(HOMO:Highest Occupied Molecular Orbital)和最低未占轨道(LUMO:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)可知,侧链活性基团的稳定性与其前线轨道的成键能力并不一致,而活性基团与氧气发生复合反应的难易程度主要取决于该基团前线轨道中LUMO的成键能力,成键能力越强,复合反应越容易发生;由于羟基(—OH)改变了侧链活性基团前线轨道上的电子特性,故当其与侧链基团共存时,会使—CHO和—CHOHCH 3与氧气的复合反应更容易发生,而使—OCH 3与氧气的复合由自发的放热反应转变为非自发的吸热反应。该研究成果可为揭示煤自燃微观作用机理和研发煤自燃新型高效阻化材料提供参考。