气蚀磨蚀机理的探讨

通过对抗气蚀材料表面显微结构和影响气蚀因素的分析,从材料的机械性能、冶金学参数和流体力学条件出发,综述多项流体介质作用下气蚀磨蚀的机理,从而为计算气蚀磨蚀速率提供参考。     

Research on cohesive sediment erosion by flow: An overview

Erosion of cohesive sediment by flow is a very complicated phenomenon occurring worldwide. Understanding and modeling of the erosion process are important for many issues such as the breaching of embankments, riverbank stability, siltation of harbors and navigation channels, service life of reservoirs, distribution of (heavy metal) pollutants and water quality problems. In the last few decades, numerous studies have been done on the erosion of cohesive sediment by flow. Nevertheless, the factors affecting the erosion resistance of cohesive sediment are still not fully understood and the knowledge of the physics of cohesive sediment erosion is inadequate, as a result the mathematical modeling of this erosion is far from satisfactory. In this paper an overview of the studies on the erosion resistance, erosion threshold and the erosion rate of cohesive sediment by flow is presented. The outcomes achieved so far from the studies and the existing problems have been analyzed and summarized, based on which recommendations are proposed for future research. Supported by the National Key Technology R&D Program of China (Grant Nos. 2006BAC14B02 and 2006BAB05B03) and the National Basic Research Program (973 Program) of China (Grant No. 2007CB714106)     

飞灰冲刷角度变化对锅炉常用钢材磨损影响的试验研究

在试验研究和理论分析的基础上,本文定义了一个无固次角度系数,并用于定量反映塑性材料的冲蚀磨损率随飞灰冲刷角度变化的规律,同时建立了无因次角度系数计算式,可供工程实际应用.     

松嫩平原土壤侵蚀现状与治理措施的研究

通过对黑龙江省松嫩平原土壤侵蚀现状的调查研究,得出了该区土壤侵蚀现状（2013年）为：水力侵蚀面积45220 km2,风力侵蚀面积8687 km2;侵蚀沟65754条,面积533.26 km2,长度24937 km。对治理措施进行了考查研究,总结提出治理措施：风蚀有2种,水蚀有4种,可供治理土壤侵蚀时参考。     

堰塞坝溃口下切过程实验研究

针对堰塞坝溃口下切过程和不同因素对过程影响的问题,开展了室内水槽实验。结果表明：溃口下切过程分3个阶段,Ⅰ为溃口缓慢发展阶段：为水流缓慢溢出溃口阶段,侵蚀速率较小,泥沙输移主要以悬移质运动为主,溃口下切缓慢;Ⅱ为溃口迅速发展阶段：表现为溯源侵蚀强烈,溃口底部变化迅速,推移质运动占主导地位;Ⅲ为稳定河床形成阶段：水流速度和流深减小,水流携沙力减弱,河床形成粗化层,最终达到新的水沙平衡。溃口流量与侵蚀的关系表现为：来水流量的加大增加了相应时刻的溃决流量,增大了侵蚀率,缩短了溃决时间,溃口底部趋于平滑。来水流量的加大提高侵蚀率曲线斜率,使侵蚀率曲线向瘦高型发展。随背水坡坡度的增加,溃决流量增大,侵蚀率增加,坝体残留高度降低。另外,因背水坡坡度增加导致坡面土颗粒稳定性的降低可采用水槽坡度与背水坡坡度之和的正切值的三次方这一因子反应。最后指出,考虑堰塞坝材料性质差异性的溃决过程是下一步研究的重点。     

水闸下游冲刷及对策

分析了产生闸下出流冲刷破坏的流态及原因,提出了防止冲刷破坏的对策.     

辽东湾海岸侵蚀病害模式及其等级分布

为查清辽东湾海岸侵蚀的发育类型及等级分布规律,选择辽东湾典型海岸段为重点研究区域,结合现场调查及相关资料,对辽东湾海岸侵蚀情况进行了细致研究,结果表明,辽东湾海岸侵蚀按病害模式来分,可分为冲磨蚀型、浪坎坍塌型、块状崩落型、岩溶凹陷型、界面滑移型5种类型;按蚀淤程度划分,可分为严重侵蚀、强侵蚀、侵蚀、微侵蚀、稳定5种等级。其中,沙质海岸侵蚀模式以浪坎坍塌型为主,基岩海岸侵蚀模式主要表现为块状崩落型和岩溶凹陷型,粉沙淤泥质海岸侵蚀模式以冲磨蚀型为主。这有助于辽东湾海岸带减灾、防灾目标的实现,为海岸侵蚀灾害的进一步研究打下基础。     

通南巴地区地层剥蚀时间及剥蚀厚度研究

剥蚀厚度和高强度剥蚀时期的确定对烃源岩生烃模拟和成熟演化影响较大,依据测井、地震及实验测试资料对川东北通南巴地区剥蚀厚度和剥蚀时刻进行研究.结果表明:在晚白垩世末期川东北地区开始隆升剥蚀的时间为距今75 Ma;晚白垩时期燕山-喜山隆升运动致使研究区侏罗系和白垩系地层存在大面积高强度的剥蚀,在平面上剥蚀强度差异较大,剥蚀厚度一般为700~6 000 m,总体上看呈北东强,南西弱的特征;盆地边缘的米仓山、大巴山隆起地区剥蚀强度最大,达到了6 000 m,而在盆地内部的通南巴及龙4井背斜带剥蚀强度次之,剥蚀量为250~3 000 m,而在盆地内部剑阁、苍溪、川复56井等的洼陷区则剥蚀相对弱些,剥蚀量一般为700~1 500 m.     

扎兰屯市土壤侵蚀类型及水土流失分区

本文阐述了扎兰屯市土壤分布规律和土壤养分状况，分析了土壤侵蚀类型及其成因，并根据水土流失分区指标，提出水土流失分区。     

土楼夯土风雨侵蚀机理及侵蚀损耗量研究

针对夯土墙侵蚀及侵蚀计量问题,采用现场实测和借鉴水土流失统计的方法,研究夯土风雨侵蚀损耗规律,并提出损耗计量公式,揭示了夯土风雨侵蚀损耗机理、雨水浸润墙体弱化材料性能及风驱雨撞击夯土产生材料颗粒的溅蚀和剥蚀,并量化证实了雨滴撞击荷载是侵蚀损耗的直接动力.结合当地风、雨气象数据,计算出近年来夯土的年侵蚀量,可用于预测夯土墙剩余寿命,为土楼保护提供适用性的科学依据.     

三江源地区土壤侵蚀类型研究

全球气候变暖导致三江源地区雪线上升,冰川后移,降水和径流减少,草场退化,土壤沙化,使本来就十分脆弱的生态环境更加恶化。根据三江源地区当前所处的实际情况,在分析三江源地区土壤侵蚀环境背景以及土壤侵蚀营力作用的基础上,归纳总结了三江源地区土壤侵蚀类型与特征,重点研究了冻融侵蚀分布范围和强度、分布规律以及评价指标体系。结果表明:三江源地区各种土壤侵蚀类型中,冻融侵蚀分布范围最广;不同强度的冻融侵蚀空间分布差异显著。     

黄土坡面细沟侵蚀稳定宽度的动力学研究

细沟侵蚀是黄土坡面侵蚀的主要方式，细沟侵蚀宽度是土壤侵蚀研究的重要内容之一．引入暴露度概念，考虑粘着力对泥沙起动的作用，用建立的细沟流泥沙起动公式推导出细沟侵蚀稳定宽度的计算公式．采用试验资料对细沟稳定宽度计算公式进行验证，计算值与试验值较符合，误差在-28％～28％之间．从而证明了细沟流流速与细沟泥沙起动流速相等时细沟形成稳定宽度的结论是正确的．     

Particle erosion of infrared materials

Erosion test of some infrared (IR) optical crystals (Ge,ZnS,MgF2,and quartz) was conducted with a number of different erodents (glass bead,and angular SiC,SiO2,Al2O3 by a homemade gas-blasting erosion tester.The influence of impact angle,impact velocity,erodent,and erosion time on the erosion rate and the effect of erosion on their IR transmittance were studied.The damaged surface morphology was characterized by scanning electron microscopy,and the erosion mechanism was explored.All of the materials show the maximum in wear versus impact angle at 90°,confirming their brittle failure behavior.It is found that the erosion rate is dependent on the erodent velocity by a power law,and it is highly correlated to the hardness of the erodent.The erosion rate-time curves do not show an incubation state,but an accelerated erosion period followed a maximum erosion (steady state).The decrease of IR transmittance is direct proportion to the erosion rate.Although the material loss occurs primarily by brittle process,ductile behavior is clearly an important feature,especially for MgF2 and ZnS.     

流域侵蚀产沙系统的复杂性

在介绍了复杂性科学的基础上,从其基本原理和观点出发,对流域侵蚀产沙系统的复杂性进行了深入分析,指出开放性和动态性、非平衡性和时空变异性、多尺度性、过程不可逆及多重耦合和性和非线性动力演化是流域侵蚀产沙系统复杂性的主要表现特征,以此为线索对复杂性科学的研究方法在流域侵蚀产沙过程模拟中的应用进行了较为系统地归纳,并对流域侵蚀产沙模型未来的研究趋势进行了展望.     

氯盐对灌注桩混凝土硫酸盐腐蚀规律的影响

复杂盐渍环境多种离子侵蚀灌注桩混凝土等现浇混凝土结构的腐蚀规律研究较少.文中对未经标准养护的混凝土试块进行全浸泡侵蚀试验,模拟混凝土灌注桩受硫酸盐及氯盐共同作用的侵蚀过程,探讨氯盐对现浇混凝土硫酸盐腐蚀规律的影响.结果发现,混凝土试块受侵蚀的前7 d,其抗压耐蚀系数均高于1,之后呈现先增大后减小的趋势;侵入混凝土试块中的硫酸根离子随着侵入深度的增加逐渐减小,并且越向深处侵入混凝土内部的硫酸根离子含量衰减速度越快;氯离子的存在抑制了硫酸根离子在混凝土内部的扩散,且加速了硫酸根离子随深度的衰减速度.由于氯离子的先期反应阻碍了石膏型硫酸盐侵蚀发生,从而减少了硫酸盐对于混凝土侵蚀所造成的强度损失,氯盐含量低时效果最明显.     

Analyses of concrete microcosmic structure in multi-media environment

The structure of concrete generally serves in multi-media environments ; various environments act differently on concrete. The compound action of some severe environments will threaten the duration of concrete and decrease the service life of a concrete structure if improperly handled. In this paper the mierostrueture of concrete is observed by using Scanned Electric Microscope (SEM) through contrasting experiments in media of acid, alkali and salt with that of freezing-thawing in the same medium environment. This study is to supply a certain basis for changing traditional thinking of mechanical design and to combine construction reliability design with durability of concrete design.     

风沙环境下钢结构涂层的冲蚀摩擦学性能

针对内蒙古中西部地区钢结构体系表面涂层长期遭受风沙环境冲蚀的这一现状,采用气流挟沙喷射法,模拟风沙对钢结构涂层的冲蚀.研究了风沙冲蚀力学参数对钢结构涂层冲蚀率的影响;探讨了涂层冲蚀损伤的摩擦学机理;分析了钢结构涂层的冲击摩擦因数变化规律.结果表明:涂层的冲蚀率均随着冲蚀速度呈指数增长,速度指数n为2.39~2.43;在45°时涂层的冲蚀率最大,90°时涂层的冲蚀率最小,低冲角时的冲蚀率大于高冲角时;涂层的摩擦因数处于0.37~0.42,涂层磨损的Taber指数为81.9×10-3mg/r,涂层的耐磨性较差.涂层损伤的摩擦学机理是:低冲角时的微切削作用或高冲角时的挤压凿削作用造成涂层的损伤占主导,涂层表面微裂纹扩展交叉,以致断裂剥落,造成的损伤次之;涂层冲击摩擦因数离散性较大,且随角度增长呈降低趋势;冲击摩擦因数与冲蚀率随角度的变化并不一致.     

火焰喷涂镍基碳化钨涂层的高温冲蚀磨损特性

ｘ－射线衍射、能谱分析和ＳＥＭ研究镍基碳化钨自熔性合金粉末火焰喷涂涂层，合金中碳化钨的含量对涂层的组织结构、孔隙率和硬度产生重要影响，进而使涂层的高温冲蚀磨损机制发生相应的变化。随涂层中碳化钨含量的增高，材料流失由基体塑性变形为主转变为碳化钨硬质相的脆性断裂为主，高韧性的Ｎｉ（γ）固溶体对碳化钨起支撑保护作用，弥散分布的硬质相改善了涂层的耐磨性。结果表明，Ｎｉ－ＷＣ３５涂层具有最佳的抗高温冲蚀性能     

黄土坡面水蚀因子对坡面侵蚀量的影响研究

以黄土坡面为研究对象,建立土壤侵蚀评价和预报模型,通过室内径流冲刷模拟试验,研究了坡面径流水深及流速的变化规律,分析了坡面径流水动力要素对坡面侵蚀量的影响。结果表明:在土壤侵蚀过程中,坡面径流水深和流速的变化极为复杂,具有时空分布多样性特点,但总体上随径流冲刷流量的增加而增大。通过分析坡面侵蚀量与水蚀因子的关系,建立了坡面侵蚀模型多元回归方程。     

叶轮机械叶片冲蚀理论与试验研究的现状及发展

从颗粒冲蚀破坏透平叶片气动性能的实质及对策、颗粒冲蚀成因的理论及试验研究、优化抗冲蚀材质及表面处理工艺等3个方面,综述了叶轮机械叶片冲蚀理论与试验的研究现状,展望了本领域深化研究的趋势.