肺功能仪用定标筒容量校准方法

提出一种以静力称重法为基础并结合负压原理的肺功能仪用定标筒(以下称为定标筒)容量校准方法,设计了定标筒容量校准装置。校准时,定标筒活塞杆拉出,定标筒内形成负压,在压力作用下介质(纯水)进入称量筒;采集环境大气压力、介质质量和温度等数据;计算出20℃时定标筒的容量。根据定标筒容量测量原理,建立其容量测量模型。实测某个定标筒,其容量为3.001 96 L的定标筒,测量结果的不确定度为9.6×10^-4(k=2)。分析表明,该装置具有可靠性,可实现快速校准并满足定标筒容量校准要求。     

双原子氧气液界面特性的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,考虑氧分子中原子间键的谐振势作用,研究了双原子氧的平衡态气液相变特性以及不均匀相界面区的表面张力等性质。根据双原子氧气液相饱和密度的实验数据,确定Lennard-Jones势能模型中氧原子的参数,模拟得到了不同温度下气液相的密度和饱和压强,与实验数据符合良好,验证了确定的氧原子参数的正确性。通过模拟得到了界面压力张量的法向和切向分量的分布曲线以及界面表面张力随温度的变化曲线,在气液界面区,压力张量的法向与切向分量存在较大的势阱和势垒,界面的表面张力随温度线性降低,当达到临界温度时,表面张力减小到0。     

气力输送系统T形盲管长度的优化

采用双流体模型，对气力输送系统中T形盲管弯头的3维气固两相流场进行了数值模拟。计算分析结果表明，管道直径和颗粒直径越小，入口速度和固相体积浓度越大，流场压力损失越大。颗粒直径、固相体积浓度、气流入口速度越大，盲管长度△L与管道直径D的比值H应选取较大；H值的选取范围为0．5-3，不同管道直径的压力损失有着相同的变化趋势以及同样的H值。     

微秒级温度传感器动态校准研究进展

近年来,应用于航空航天领域极端测温场合的温度传感器响应速度已达到微秒量级,然而,如何实现对其进行微秒级的动态校准仍是一个亟待解决的挑战。激波管法和激光法是两种解决该问题的潜在技术途径,二者均可提供微秒级的温度阶跃响应,但也具有不同的特点。激波管法适用于高温高压环境,但其阶跃信号的上升过程和幅值存在不稳定性。激光法则具备非接触性和高精度的特点,但目前尚未建立统一的评估体系,无法直接比较不同温度传感器的动态响应特性。最后,总结出3个关键研究方向：改进现有校准方法、探索新的校准方法,以及构建新的评估理论,以促进微秒级温度传感器动态校准研究和相关技术应用的发展。     

叶片切割对双吸离心泵性能影响的数值研究

采用商业软件Creo进行双吸中开离心泵三维造型,采用ICEM软件划分网格,在FLUENT软件中采用RNGk-ε湍流模型进行三维数值模拟,通过与实验所得的性能曲线对比,验证了数值模拟方法的可靠性.文中对叶片出口处进行三角形切割,得到不同切割量下泵的扬程与效率曲线,所得结果对实际生产中叶片切割量有较好的指导意义.     

粉煤灰管道气力输送特性的研究

对浓相粉煤灰气力输送系统三维流场进行了数值模拟，给出了流场特性，分析了颗粒对气相的影响，描述了颗粒沉降的具体过程。研究表明单位长度压力损失与速度平方、体积浓度成正比，而与管道长度无关；颗粒直径越大，压力损失就越小；颗粒的沉降与运动速度、颗粒直径和管道长度有关。     

不同三维微通道中被动混合特性的研究

Based on the transport phenomena theory, the passive mixing of water and ethanol in different three-dimensional microchannels is simulated numerically. The average variance of water volume fraction is used to index the mixing efficiency in the cases with different Reynolds number and different fabricated mixers. The results show that the efficiency of liquid mixing is progressively dependent on the convective transport as the Reynolds number increases. The efficiency of serpentine microchannel decreases with the increasing Reynolds number in the laminar regime. Altering the aspect ratio of channel inlet section has no significant effect on the mixing efficiency. Increasing the area of channel inlet section will cause the decrease of the mixing efficiency. The mixing in serpentine channels is the most efficient among three different mixers because of the existence of second flow introduced by its special structure.     

纳米尺度通道中气体粘度的分子动力学模拟

利用非平衡分子动力学方法模拟了气体在纳米尺度通道中的运动特性,统计获得通道中流动的速度剖面和剪切应力分布,并利用牛顿粘性定律首次获得了纳米尺度通道中的等效粘度分布。结果表明,纳米尺度通道中的粘度不是一个常数。在壁面附近,由于壁面原子和气体分子的相互作用,存在壁面效应,气体的粘度较小;而通道中心区域的粘度与实验结果符合较好,壁面对粘度的影响范围为20 nm左右。通道高度对中心区域粘度的影响很小,而温度对其的影响较大,粘度值随温度的增加而增大。不同通道高度下,壁面附近粘度的分布几乎一致;不同温度时,壁面附近粘度的分布随温度的增加而增加。     

活塞式标准体积管发展现状

标准体积管是一种常见的检定液体流量计的流量标准装置,其结构简单、使用方便、应用广泛,特别适合现场校准,但目前仍缺乏对体积管发展现状进行系统梳理的研究。针对此问题做了深入的文献调研,主要研究内容为：回顾国内外标准体积管的发展历程;简述标准体积管的基本原理和应用场景;对比分析不同类型体积管的性能特点;归纳了体积管的未来发展方向,为下一代体积管技术研发提供参考。     

二元混合物气液相变特性的分子动力学研究

采用分子动力学方法,研究了二元氩氪混合物的气液相变特性.根据氩分子和氪分子特点,采用Lennard-Jones势能函数表征分子间的相互作用,基于Leap-frog积分方法获得粒子运动速度和位移,使用周期性边界条件,编制了分子动力学程序.首先模拟了纯质氩的气液共存系统特性,给出了不同温度下的气液相密度分布,并与实验结果进行对比,发现计算结果与实验结果符合得很好,证明了本文方法的正确性.接着模拟了氩氪混合物的气液共存系统,预测了不同温度和不同组分初始浓度对平衡时混合物性质的影响,给出了平衡后气液相中组分百分比和密度分布等性质,研究结果对精馏等工艺过程具有较好的理论指导作用.