聚合物添加剂对Taylor—Couette流的影响及减阻机理

本文讨论了聚合物添加剂对Ｔａｙｌｏｒ－Ｃｏｕｅｔｔｅ流的流动稳定性的影响。根据溶液的粘弹特性,在无限长同心旋转圆柱间,可以把流体分为粘性层和弹性层两种层流状态。同时提出了一种简单的有效粘度模型,以探讨聚合物添加剂抑制湍流的机理。以聚氧化乙烯水溶液为例,分析了其对流体层流失稳的影响,数值计算结果与前人的实验结果比较一致。     

侧墙对中等半径比同心旋转圆柱间Taylor-Couette流的影响——Ⅰ层流涡

对有限长中等半径比同心旋转圆柱间Taylor-Couette流进行了数值计算,以研究侧墙对Taylor-Couette流的影响。圆柱的半径比为0.83,形状比为6,泰勒数在0~357之间。内圆柱旋转,外圆柱静止。数值计算结果表明,在无滑移侧墙边界条件下,在泰勒数低于临界泰勒数时,在侧墙边界层的作用下侧墙附近出现侧墙涡,而在滑移侧墙边界条件下,直到泰勒数大于临界泰勒数,轴间才出现明显的涡流。当泰勒数处在89~112之间,侧墙静止和侧墙旋转时产生的最大径向速度分别约为内筒表面线速度的3%~4%和7%~10%。侧墙静止时,随着泰勒数的增加,边界层的厚度也随之递增。侧墙旋转时,边界层厚度基本不变。在泰勒数大于临界泰勒数时,随着泰勒数的增加,侧墙静止和侧墙旋转时侧墙涡的轴向长度分别增加和减少,在滑移边界条件下,侧墙涡的轴向长度约等于轴间距。在3种侧墙边界条件下,层流涡向波动涡转捩的临界泰勒数变大。     

轴承振动对油膜层流失稳的影响

通过自行设计的实验台,实验观测了轴承振动对油膜层流失稳的影响。结果表明,轴承的振动加速了流体的层流失稳,影响油膜层流失稳的主要因素是振动的强度以及低频振动,而高频振动对其影响较小。     

船用减阻聚合物涂层的形成机制

基于界面流与界面变形理论,采用高压空气喷涂工艺,在赛艇表面制备一种具有二元复合结构表面形貌的减阻聚合物涂层,对涂料成膜过程中涂膜体系的物料迁移和温度变化进行试验研究和数值模拟,讨论聚合物涂层表面形貌的形成机制.结果表明,涂膜表层溶剂挥发,导致涂膜体系中出现温度梯度和表面张力梯度,由此引发的界面流和界面变形是聚合物涂层表面形貌形成的主要原因.     

剪切稀化对径向滑动轴承润滑特性的影响

为研究润滑油的剪切稀化效应对径向滑动轴承性能的影响,考虑剪切稀化、紊流、质量守恒边界建立了轴承的热流体动力学润滑分析模型,采用有限元法求解了其润滑性能,通过对比理论与试验结果验证了理论分析模型的正确性,分析了不同转速、载荷和进油温度下剪切稀化对轴承润滑性能的影响规律(油膜厚度、油膜压力、温升、功耗、流量等),探讨了温度计算模型对剪切稀化效应的适用性。结果发现,剪切稀化效应对轴承润滑特性具有重要影响,其作用强弱与载荷和转速等条件强烈相关;轻载工况剪切稀化对轴承润滑特性体现为正面作用,重载工况体现为负面作用;发现温度计算模型对选用不当和定偏心计算是造成功耗等理论计算结果与试验之间存在较大偏差的两个主要原因。最后给出了工程上选用具有剪切稀化效应润滑油的适用工况与条件。     

掠形对高负荷风扇转子失稳机理的影响

以超高负荷两级风扇第一级前掠转子为研究对象,通过定常和非定常数值模拟手段对近失速点叶尖流场进行了深入分析。为探索失稳机理,与同等气动性能下的后掠转子进行了对比。结果表明:前掠转子在近失速工况下泄漏涡涡心并未发生破碎,其流动失稳是由于端壁机匣处的低能流体集聚所致。而后掠转子的泄漏涡与激波干涉导致其向下游发展中发生破碎,表现出与常规转子相似的失速特征。     

圆柱滚子轴承零件尺寸调整对旋转灵活性的影响

对于尺寸非标圆柱滚子轴承,根据套圈的配合情况,径向游隙产生于过盈配合的套圈滚道与其对应的滚子组之间。根据安装配合的过盈量,修正保持架兜孔中心径尺寸,确保轴承安装后滚动体回转中心径与保持架兜孔中心径的值接近,轴承回转灵活。     

平行平板间聚合物熔体拖曳流的温度入口效应

计算了不同条件下熔体的温度入口区长度，并由此分析了各有关参数对温度入口效应的影响，得出了从Ｌ＿ｔ＝０．３６Ｐ＿ｅｈ计算出的温度入口区长度是趋于安全的结论。     

高分子聚合物齿轮的粘滞发热及其对啮合效率的影响

本文从粘弹性力学模型出发，推导出了高分子聚合物齿轮与钢制齿轮副粘滞发热功率损耗的计算公式，并分析了这种齿轮副在于摩擦和弹流润滑条件下任意啮合点的粘滞发热功率损耗、瞬时啮合效率以及一个啮合循环中的平均啮合效率。在此基础上，研究了润滑、负载力矩和主动轮转速对齿轮粘滞发热功率损耗及平均啮合效率的影响。     

Magnus效应下的前缘旋转圆柱参数设计

通过数值仿真方法研究了一种前缘附加旋转圆柱的NACA0015翼型气动性能,分析了圆柱与主体间间隙大小及圆心距离前缘位置两个主要参数对翼型升阻比的影响,获得了一组具有最佳气动特性的旋转圆柱参数,并利用此翼型建立了二维基于Magnus效应的H型垂直轴风力机模型。基于滑移网格技术,选用Spalart-Allmaras方程湍流模型和基于压力隐式的SIMPLE算法对风轮流场进行非定常数值模拟研究。制作了风机模型并进行测试,验证了前缘旋转圆柱对风力机性能有一定的提升作用。     

过渡流状态下圆柱列流动与传热特性的数值模拟

紧凑型换热器的管径变细,管径细化后,换热器内的管外流动由湍流向过渡流转变,而对过渡流的研究较少。为了研究过渡流状态下管束的传热强化机理,采用基于复合网格系统的计算方法对两列顺排圆柱列与三列叉排圆柱列进行数值模拟,并对比研究流体与温度对流动传热特性的影响。数值模拟结果表明:当中间圆柱列不加热时,整流作用与尾流不稳定性作用的共同影响能够保证流动传热强化效果;当中间圆柱列加热时,温度场发生的变化会弱化传热。     

基于AutoCAD2000的图解法确定工艺转角

提出了基于AutoCAD2 0 0 0的图解法求解机械加工过程中工艺转角的问题 ,并针对具体的应用实例给出了圆满的解答 ,并验证了其精度。     

转速对齿轮泵内流场空化强度的影响

针对齿轮泵中齿轮转速在500~3652 r/min的变转速条件下工作的实际工况,该文通过实验的方法研究了转速对某型齿轮泵内流场空化强度的影响。使用现有的齿轮泵测试实验台,对在齿轮泵转速改变的条件下,齿轮泵内流场的空化强度改变进行监测。由于空化无法直接测量,该文根据空化诱导振动理论对齿轮泵的振动进行测量,得到了齿轮泵内流场空化强度随齿轮转速上升而增强的规律。通过Pumplinx软件对内流场进行建模,利用软件特有的空化损伤模块进行了仿真验证,仿真结果表明齿轮泵内流场空化强度随齿轮转速上升而增强,与实验所得规律一致。本文所总结的规律对减弱齿轮泵内流场空化强度,提升使用寿命具有一定的参考作用。     

吸收器二元溶液两相流动总体性能分析

对发生在吸收器内的二元溶液两相流动传热传质过程进行了深入细致的描述。结合实际运行情况,将流动过程划分为3个区域,给出了不同区域的控制微分方程,建立了溶液滴状降膜吸收模型。基于Matlab平台进行求解,分析了水平管束式吸收器溶液温度、浓度的变化以及不同结构参数及运行工况下,溶液质量流量、润湿率WR、蒸发温度等变量对吸收器蒸气吸收能力、吸收器热负荷及蒸发器制冷量的影响。所得结果对于吸收器等热力部件的结构计算具有一定的参考作用。     

Drag reducing effects of polymer additives on Coal-Water Mixture in rotating disk system

Using a rotating disk apparatus, the concept of drag reduction produced by polymer additives is applied to Coal-Water Mixture(CWM) transport. Experiments were undertaken for a wide range of polymer concentrations of poly(ethylene oxide: PEO), poly(acrylamide: PAAM), coal concentrations and rotating disk speeds. Drag reduction decreased with higher coal concentrations, and increased with higher polymer concentrations up to 150 wppm for PEO. Further increases in the PEO concentration led to lower drag reduction. Howere, PAAM produced higher drag reduction which remained almost constant over a wide range of concentrations. The effect of polymer degradation was also investigated and it was found that PAAM is a better drag reducer than PEO when applied to long time transportation of CWM.     

Effect of Molecular Structure on Friction and Wear of Polymer Thin Films Deposited on Si Surface

In this study, the influence of the molecular structure (linear or with bulky side groups) of polymer films covalently attached to Si surface on tribological properties is investigated. Two polymers, PE (polyethylene) and PS (polystyrene), are selected where PE has simple linear molecular structure whereas PS has linear molecular structure but contains bulky benzene groups located at the sides of the linear chain. PE and PS molecules, both with reactive maleic anhydride groups, are chemisorbed onto Si via an intermediate APTMS SAM (3-aminopropyltrimethoxysilane self-assembled monolayer). Water contact angle measurements, AFM (atomic force microscopy), ellipsometry, and XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) are used to identify and characterize the polymer films. Tribological properties are studied using a microtribometer where a 4 mm diameter Si₃N₄ ball is used as the counterface. Among the two polymer films investigated, Si/APTMS/PE has shown very low coefficient of friction (0.08) and high wear life (∼4,400 cycles) than those of Si/APTMS/PS. Surprisingly, Si/APTMS/PS did not show any improvement in tribological properties when compared to that of bare Si. The present study proves that the polymer with linear molecular structure without the bulky side groups show good tribological properties even when it is coated as a thin film and hence such polymers can be used as thin-films for reducing friction and wear of substrates such as Si or other materials.     

旋转管式膜分离器流型的研究

采用三相异步电动机的输入电磁转速与三相异步电动机的实际转速之差的变化来表征两旋转圆筒间流场特性的参数。主要研究了清水介质时无轴向流和有轴向流条件下流型的划分,并将无轴向流时的流型分成了6种：Couette层流,层流泰勒涡,层流波涡,层流调制波涡、湍流泰勒涡和湍流;有轴向流时的流型分成了4种：Couene层流、层流泰勒涡、湍流泰勒涡和完全湍流。并且验证了流型转变的滞后特性。