"水滴"建设突显科技奥运

一颗象征着生命之源的梦幻般的“水滴”洒落在天津萌发孵化，并浮游于碧水蓝天之间，它为天津这座城市注入了科技创新的精神，为大地孕育出了全新的生命。2008年的天津最震撼人心的奥运“水滴”——天津奥林匹克中心体育场，凝聚了天津人智慧、勤劳、希望和梦想。2008年北京奥运会的足球小组赛将在这里举行；2008年的“水滴”是中国足球超越梦想的起点。如今，这项为北京2008年奥运会”添砖加瓦”的庞大工程，正在不事张扬、争分夺秒、紧张有序地进行着。     

基于等效直径的复合绝缘子覆冰特性与结构参数分析

复合绝缘子伞型结构是影响其覆冰的重要因素,优化其结构参数可以减少覆冰量。对复合绝缘子外部流场数学模型进行简化,利用Fluent软件仿真计算其沿绝缘距离方向上各部位的水滴碰撞率,并在此基础上提出复合绝缘子覆冰等效直径D_(eq)的概念。理论分析和自然覆冰试验均表明:在同等覆冰条件下,D_(eq)越大的复合绝缘子,覆冰量也越大。因此,将D_(eq)作为表征复合绝缘子覆冰特性的特征参数,研究了杆径、伞间距、伞倾角和伞径对D_(eq)的影响,结果表明D_(eq)随杆径和伞间距的增大而增大,随伞倾角和伞径的增大而减小。最后结合分析结果与覆冰试验,给出覆冰地区复合绝缘子结构参数优化设计建议。     

风力机组叶片覆冰数值模拟及其气动载荷特性研究

大规模的风电基地接入电网后,风力机组叶片覆冰造成的能量损失、机组的非计划停机,给电力系统调度运行带来巨大风险,严重影响了电网的安全稳定运行。本文根据k-ε模型计算了叶片周围的空气流场,采用拉格朗日法计算了过冷水滴运动轨迹得到风力机组叶片表面各个控制体的局部撞击系数,利用质量平衡和能量平衡方程求解控制体的覆冰质量,结合覆冰时间推进法模拟了叶片覆冰过程。验证结果表明,本文叶片冰型计算结果可为叶片覆冰提供有效预测。最后,构建了3维叶片覆冰模型,采用FLUENT计算了不同类型覆冰的厚度对发电机组转矩和功率损失的影响,仿真发现,雾凇覆冰对转矩和功率损失的影响小;雨凇覆冰使发电机组转矩下降大,造成功率损失大。结论表明,本文对电网的安全、稳定、高效运行具有重要意义。     

真空法制取冰浆的实验分析与研究

本文通过分析总结,构建真空法制取冰浆实验的总体布局,建立可视化的真空法制取冰浆的实验台。通过改变水滴初温与真空罐内初始压力,对真空制取冰浆的方法进行了实验研究。实验表明,初始压力对冰浆生成率的影响更大。     

透平静叶栅中间叶高处水滴尺寸测量及临界韦伯数分析

通过测量获得了多种工况下试验透平叶栅进出口平均叶高处可能带来水蚀危害的水滴的尺寸,揭示并分析了静叶栅后水滴尺寸比叶栅前大大减小且水滴平均直径随气流流速增大而减小的原因。结合试验测试数据和对叶栅尾迹区气相流场的数值模拟结果,更精确地推算出了静叶尾迹区粗大水滴形成二次雾化的临界韦伯数范围,建议取为20。提供了一个推导临界韦伯数的详细示例。由于试验条件更接近实际汽轮机,所得汽轮机湿蒸汽级内的水滴尺寸及分析获得的临界韦伯数更加确切和可靠。这些都有助于更准确地预测叶片的水蚀和选择合理的防水蚀措施。图7参6     

三维旋转效应对风力机叶片水滴收集率的影响分析北大核心CSCD

在进行风力机结冰问题的水滴收集率计算时,三维旋转效应的作用会改变叶片周围空气和水滴的流动,从而大大改变叶片气动性能和表面水滴收集。文章以NREL Phase VI风力机为研究对象,基于欧拉两相流模型对水滴流动及表面撞击特性进行计算,并与准三维计算结果进行比较,分析三维旋转效应对水滴绕流和收集率的影响。分析结果表明:在同一展向位置,三维旋转效应的存在会增加叶片表面最大水滴收集率及吸力面的水滴撞击区域,但对压力面水滴撞击区域的影响不明显;叶片表面的展向流动会将边界层内的水滴沿展向抽出,抑制水滴相流动分离及涡的形成,弦向流动会将主流区的水滴吸入边界层内,增大边界层内水滴的体积分数;三维旋转效应对水滴相流动及水滴收集率的影响在叶根附近较大,沿叶片展向方向的影响逐渐减弱。     

双区加热型汽轮机排汽湿度探针测量方法探讨

介绍了双区加热法测量蒸汽湿度的热力学基本原理,并对探针汽液两相区流动压降进行了计算,得出了判定探针蒸发段管长大于水滴汽化长度的热力学检测标准,为保证探针在测量汽轮机排汽湿度时的准确性提供了理论依据。     

水滴或污秽对导线电晕放电起始特性的影响

导线电晕放电会引起能量损失、无线电干扰、可听噪声等危害。为了研究输电线路导线在淋雨或积污情况下的电晕放电特性,借助紫外线成像仪等设备,在电晕笼内进行了导线表面有水滴或污秽时的电晕放电起始特性的研究,主要包括水滴的数量及不同的污秽度对导线电晕放电起始特性的影响。结果表明:导线表面有一滴水或两滴水时,电晕起始放电要依次经历由"水滴的不稳定性"所引起的不稳定电晕、水滴周围气体的电离所致的稳定电晕放电、导线全面电晕放电3个阶段;导线表面水滴的稳定起晕电压随导线表面水滴的增多而减小;导线表面布满水滴或均匀涂刷污秽时起晕过程较为平缓,难以判断起晕的各个阶段;导线的电晕放电起始特性与导线表面污秽的盐密和灰密没有明显的关系。     

通过粒子辅助水滴模板法制备超疏水材料

利用水滴模板法成功制备出孔径可控的具有结构规则的聚合物多孔膜,并以所制备多孔膜为模板利用反向复刻法复制孔洞阵列结构,得到具有微米级突起阵列结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜片,然后将事先排布好的二氧化硅微球阵列通过热压印法转移到具有微米级突起结构的PDMS膜片上,然后成功制备出具有微纳米复合突起结构的膜片。通过对具有不同突起结构组合的PDMS膜片进行接触角测试发现,膜片的接触角随着其表面粗糙程度的增大而增大,即具有微纳复合结构膜片接触角((150.7±3.2)°)最大,达到了超疏水的效果;无突起结构膜片的接触角((108.9±3.1)°)最小;而仅具有微米级结构膜片的接触角((134.6±1.0)°)居中,这符合目前已知的物质表面浸润性与其表面粗糙度的关系。另外,经测试,具有微纳复合结构的膜片接触角最大达到155°,同时具有非常大的滚动角,使得这种膜片材料具备了粘性超疏水的性能,而这种特殊浸润表面性质可以在液体无损传输、生化分离等领域拥有巨大的应用前景。     

复合绝缘子不同部位水滴撞击特性及其影响因素

绝缘子各部位水滴撞击数不同其覆冰形态不同,为得到各因素对绝缘子不同部位水滴撞击特性的影响,建立风洞和复合绝缘子模型,将复合绝缘子分为伞上表面、伞下表面、伞边缘和芯棒4部分,研究水滴滴径、流速、气流倾角、温度等参数对绝缘子不同部位水滴撞击特性的影响,结果表明:滴径小于30μm时,水滴主要撞击在伞边缘和芯棒上,大于30μm后,水滴主要撞击在伞上表面;随流速增大,伞上表面水滴撞击数由增加趋势变为减小趋势,其临界水滴滴径为90μm,而伞边缘和芯棒水滴撞击数由增加趋势变为饱和,其临界滴径分别为30和50μm;水平气流时复合绝缘子水滴撞击数最少,气流从上至下时其水滴撞击率最大。滴径、流速和气流倾角对绝缘子局部水滴撞击特性均有较大影响且特点各异。