液相扰动对水中预击穿过程的影响

长脉冲下的水中预击穿过程往往伴随着局部液体的扰动，而关于液相扰动的影响却鲜见报道。对超长脉冲条件下(脉宽大于100ms)的水中预击穿过程展开研究，深入探讨气泡、流注的发展模式及其差异，并阐释液相扰动对气泡、流注发展的影响机制。研究表明，气泡、流注在液相扰动中发展时具有更饱满光滑的形态，以及更快的传播速度。气泡、流注巨大的电导率差异导致了两者发展模式的不同：气泡的发展属于根部推动式，横、纵发展速度相当；流注的发展属于顶部牵引式，纵向发展速度远大于横向。进一步分析表明，扰动相中更高的液体温度与流动有利于气泡、流注的生长传播和形态稳定，同时扰动–静止相交界处形成的湍流会引发流注的分叉现象。     

基于气泡浮出速度理论的CO2气体保护焊焊缝中气孔倾向探讨

CO2气体保护焊焊缝中气孔类型可以归纳为两大类(冶金反应型和析出型),气孔的性质分别为CO气孔、氢气孔及氮气孔.气孔的形成由气泡生核、长大、逸出三个阶段组成.CO2气体保护焊对气孔的敏感性是该工艺方法冶金特性所决定的.在工艺影响因素中,对气孔倾向影响较大的主要是焊接电流、电弧电压、气体流量、电源极性及焊接速度."焊接飞溅小与气孔倾向大"的不协调关系,与熔滴过渡形态及熔滴携带气体行为相关.严格控制焊材成分、母材成分及坡口清洁度是控制焊缝中气孔的必要条件,而采用正确的工艺参数、辅助工艺及操作技术则是控制气孔的充分条件.     

增材制造设计(DfAM)下的金刚石晶格结构研究

基于机械零件的增材制造设计,用仿自然式方法设计了一种金刚石晶格结构,对晶胞相对密度和等效弹性模量建立了数学模型,并拟合得到二者关系式,一系列的仿真验证结果显示理论研究所得关系式具有一定的正确性;对金刚石晶格填充结构提出变密度假设,并用仿真和压缩试验的方法进行了验证,结果显示,填充单元密度以受力点为中心渐渐减小的变密度结构拥有更好的抗压性能,同时验证了本文得出的等效弹性模量数学模型具有一定的正确性和适用性.本研究结果可应用于承压机械零件的实体夹层填充,对机械零件进行应力匹配变密度设计,以达到机械结构轻量化的目标.     

磁性硅铁载铜吸附Hg0动力学机制及密度泛函研究

采用粉末冶金法将纳米单质铜(Cu⁰)、硅铁(FeSi)、四氧化三铁硅涂层(Fe₃O₄@SiO₂)混合煅烧并制备出新型磁性硅铁载铜吸附剂MagFeSi-Cu⁰。实验研究不同烟气温度下MagFeSi-Cu⁰的汞吸附能力基础上,结合颗粒内扩散模型、准二阶动力学模型、Elovich模型及Bangham模型分析了MagFeSi-Cu⁰吸附Hg⁰过程的主要控制步骤。在此基础上,依据密度泛函理论(DFT)研究了不同反应温度下FeSi表面Cu⁰原子与Hg⁰原子的汞齐作用机制。研究结果表明,Bangham模型的拟合值与MagFeSi-Cu⁰汞吸附实验值拟合度最高,MagFeSi-Cu⁰表面痕量Hg⁰吸附由汞的外扩散和表面铜汞齐吸附共同控制;通过密度泛函计算,发现Cu⁰颗粒表面Cu-Hg齐吸附能为-0.534 eV,当烟气温度从80℃上升至200℃时,Hg⁰原子与单质Cu原子的吸附自由能从-22.47 kJ/mol下降至-13.96 kJ/mol,这些结果为深入了解Hg⁰在Cu(111)表面的反应机理提供了理论基础。     

YBCO超导带材二次冲击恢复过程的模拟及实验研究

YBCO超导带材失超后的快速恢复对于电阻型超导故障限流器(RSFCL)重合闸应对二次故障电流冲击至关重要。当前研究通常将电阻恢复视为带材恢复,在实际的盘式结构中存在复杂的微孔结构,一次冲击恢复至超导态时仍存在大量气泡滞留,影响带材的二次冲击恢复过程。针对典型的微孔结构建立了三维模型,采用CFD模拟并结合大电流冲击实验,对比分析了一次冲击恢复过程和二次冲击恢复过程中各项参数的变化。实验结果表明二次冲击过程中的峰值温度为162.9 K,比一次冲击高14.6 K,带材恢复至超导态需要1.88 s,比一次冲击延长0.63 s。模拟结果表明初始状态存在气泡滞留,二次冲击过程中带材温度上升更快,气泡量更多,温度横向分布更不均匀,最大温差达20.5 K。由此可见,超导态的恢复不能作为重合闸的标准,气泡场未完全恢复会降低限流器的安全阈值,危害系统安全,所以也应将气泡完全消散的时间作为实际运行中重合闸的参考时间。     

上升气泡内气溶胶沉降机理研究

气溶胶池洗过滤是反应堆严重事故中去除放射性源项的重要手段。本文以严重事故条件下上升气泡中气溶胶的滞留过程为背景，设计搭建了可视化单气泡鼓泡实验装置。通过该装置研究了气溶胶在上升气泡中的沉降效率，并与MELCOR中的气溶胶沉降模型计算结果进行了对比。结果表明，气溶胶沉降效率对气泡尺寸的变化较为敏感，当气体流量大于0.1 L/min时，气泡等效直径迅速增加，相应的气溶胶沉降效率快速降低；与MELCOR模型计算结果的对比表明，两者在总体趋势上呈现出较好的一致性，但计算结果低估了液相对气溶胶的实际去除能力，导致这种偏差的主要原因是气泡在上升过程中存在无规则的晃动以及气液界面的波动。     

水平与微倾斜管内气液两相流长气泡形状实验和模型研究

针对水平管和倾斜管内气液两相段塞流的长气泡形状进行了实验和理论研究,实验中长气泡形状通过在管道中注入单气泡的方式获得,并利用双平行探针技术获得了2种不同管道内径条件下的长气泡形状数据.建立了可预测长气泡形状的一维理论模型,并将模型预测结果与实验结果进行了比较.结果表明:气泡形状取决于液体流速、气泡长度和管道倾角;所建立的理论模型对长气泡形状的预测结果与实验结果吻合良好.     

低阶煤颗粒-气/油泡间的诱导时间研究

为表征低阶煤颗粒-气/油泡间矿化过程的差异,通过Sutherland理论下固体颗粒进入泡沫产品的总概率(E)和浮选速率常数(k)之间关系,并结合低阶煤颗粒-气/油泡的浮选速率试验,求得了低阶煤颗粒-气/油泡间的诱导时间。浮选实验研究表明,在相同的捕收剂消耗量下低阶煤-油泡浮选产率均高于低阶煤-气泡浮选产率。诱导时间测试表明,低阶煤颗粒-油泡间的诱导时间(35 ms)要明显低于低阶煤颗粒-气泡间的诱导时间(93 ms)。上述实验结果表明,油泡表面的疏水性要强于传统浮选气泡表面的疏水性。然而,进一步利用Sutherland理论中固体颗粒进入泡沫产品的总概率和浮选速率常数之间的数学关系,并结合低阶煤颗粒-气/油泡的浮选速率试验求得的低阶煤颗粒-气/油泡间的诱导时间分别为9.67和8.46 ms,其与诱导时间测试仪分别测量的诱导时间差异很大。这主要是由于在实际浮选过程中气/油泡的上升速度分别为23.26和22.68 cm/s,其远高于2015EZ型诱导时间仪测试过程中气/油泡碰撞速度(2.0 cm/s)。因此,诱导时间理论计算表明气泡-颗粒间的碰撞速度对颗粒-气泡间的诱导时间影响很大。上述研究结果表明油泡浮选效果优于传统浮选的内在原因在于低阶煤颗粒-油泡间的诱导时间小于低阶煤颗粒-气泡间的诱导时间。     

热处理对含低熔点涤纶长丝针织物性能的影响

为探究热处理对含低熔点涤纶长丝针织物性能的影响,采用赛络菲尔包芯纺,制备棉、氨纶、低熔点涤纶复合纱,并织造纬平针织物。采用载体染色法,观察低熔点涤纶长丝在复合纱中的包缠和黏结情况,并对织物进行热处理,观察线圈间黏结点及织物线圈密度变化,探讨90、100、110℃热处理对织物性能的影响。结果表明:随着热处理温度的升高,织物的脱散性、抗起毛起球性能得到改善;热处理温度为100℃时,织物线圈密度最大,织物的克质量和拉伸断裂强力最高。