绕弹性水翼非定常空化流激振动特性研究

该文通过实验和数值计算相结合的方法,对弹性水翼非定常空化流激振动特性进行了研究。实验中,采用高速摄像机获取云状空化不同发展阶段的流动发展规律,应用激光测振仪测量弹性水翼的流激振动特性,通过同步测量技术获取水翼振动特性数据并结合空穴形态图对其进行分析,同时在实验结果基础上加入数值计算部分对流激振动特性进行进一步的说明。研究结果表明：云状空穴的发展为一个准周期过程,包括附着型空穴的生长、空穴的脉动以及空穴的脱落三个阶段;弹性水翼的振动主要受空穴发展过程的影响,因此流激振动特性呈现出周期性的变化过程,且弹性水翼振动主导频率为空穴脱落频率;在不同的空穴发展阶段,表现出不同流激振动特性,并且在空穴脉动和空泡脱落阶段水翼振动较为剧烈。     

设置阻塞后旋流洞内的增压特性分析

为解决高水头泄洪时旋流洞内出现较小压强和空化风险等问题,提出了新型的阻塞旋流泄洪洞,该文对设置不同阻塞时的洞内压强特性、增压特性和空化特性进行了模型试验和理论分析。结果表明:设置阻塞后洞内压强增大明显,一定阻塞时起旋器出口附近负压消失;竖井段壁面压强增大主要受起旋器喉口压强影响,旋流洞段主要受切向流速沿径向分布和水流流层厚度影响;随阻塞增大的压强-顶托压强沿程呈分段变化特征,但在竖井洞段和旋流洞段具有较好的保持性;推导了顶托压强的计算表达式并予以试验验证;阻塞大大降低了空化空蚀风险。旋流洞内设置阻塞可以较好地解决高流速时泄洪洞内的负压和空化风险问题。     

液态钎料薄层中超声空化泡的成长与破裂

通过进行液态钎料Sn-9Zn的铺展试验,观察超声作用下钎料空化泡的成长破裂情况,得出液态钎料在超声作用下发生填缝行为并且形态以扇形进行扩散。通过Matlab语言,在超声空化理论的基础上,从温度、超声频率、空化泡初始半径以及空化泡崩溃时的最大温度和最大压力四个方面,对Sn-9Zn,Sn-0.7Cu和Zn-5Al三种液态钎料空化泡的成长和破裂进行模拟,得到了空化泡的运动情况。结果表明,温度越高,空化效应越弱;超声频率增大,空化效应减小;空化泡初始半径越小,空化泡的空化效应越明显;空化泡崩溃的最大温度同绝热指数成正比,而崩溃时的最大压力同绝热指数和反应体系的温度成反比。研究结果对超声波辅助钎焊中液态钎料空化效应的研究和应用提供了参考。     

涡流空化对大豆分离蛋白黏度的影响

为了丰富水力空化技术在食品工业中的应用,本文通过涡流空化装置处理不同浓度的大豆分离蛋白(soy protein isolates,SPI)溶液,研究涡流空化对SPI黏度的影响。结果表明:不同浓度的SPI溶液经涡流空化处理后黏度均降低,其中SPI浓度越大,其黏度下降越明显;与未处理的SPI溶液相比,经空化后的SPI溶液黏度随温度变化不明显;浓度为70 g/L的SPI溶液经不同出口压力空化处理后,其黏度随转速增加而增加,与空化前变化趋势相反,其他浓度的SPI溶液空化前后均随转速的增加而增加;随着空化处理时间的延长,SPI溶液黏度持续降低,其中在处理10 min内,下降更明显。说明涡流空化可以降低SPI溶液黏度,有利于低黏度型的SPI广泛应用于碎肉食品生产中。      

Ag@Pt核壳结构纳米粒子催化剂在电催化过程中的失效分析

通过种子生长法和自组装技术合成Ag@Pt核壳结构纳米粒子(以下简称Ag@Pt粒子),测量和比较在电催化循环伏安扫描(以下简称CV扫描)过程中失效前后的Ag@Pt粒子对甲醇的电催化性能的变化,采用透射电镜、高分辨电镜、X射线光电子能谱等方法研究其失效机理.结果表明:Ag@Pt粒子在循环伏安扫描的过程中会发生空化现象,其临界电压为0.5 V,空化现象随时间的增长而变得明显;Ag@Pt粒子空化后形成由Ag包覆空心Pt壳的纳米粒子,这是导致其在对甲醇进行电催化氧化过程中催化性能明显下降的原因.     

水力空化对果胶粘度的影响及其凝胶色谱表征

为探明水力空化对果胶粘度及分子量分布的影响,通过空化装置产生空化效应并作用于果胶溶液,研究不同p H、温度、入口压力、初始浓度、作用时间下水力空化处理前后果胶粘度的变化,以粘度的下降率来衡量水力空化对果胶的作用效果,并采用凝胶色谱法(gel permeation chromatography,GPC)对空化处理前后的果胶分子量分布进行比较分析。结果表明,当溶液p H为5,温度为50℃,入口压力为0.1 MPa,果胶浓度为1 g/L,处理时间为60 min时,果胶粘度下降率达15.76%。经GPC分析发现,果胶相对平均分子量由70515 Da下降至57408 Da。所以用水力空化处理果胶可以有效降低果胶粘度及其分子量,为果胶降解提供了一个新方法。      

潜射导弹空化特性水洞模型试验研究

潜射导弹水下弹道品质决定了发射过程的成败。发射速度提高形成的导弹附体空泡造成了流体动力的不确定性,增加了水下弹道设计的难度。针对潜射导弹水下航行的特点,采用通气空泡技术来模拟不同空化状态下航行的导弹,给出了空泡形态及其流体动力特性,分析了锥头锥角对空泡形态和流体动力特性的影响,得出了回射流效应及弹体自由攻角随锥角增大而增大的结论。借鉴超空泡武器外形理论,设计了增强弹道稳定性的截头锥头型,并通过试验验证了该头型弹体稳定性好的特点。试验结果可供潜射导弹水弹道设计人员参考。     

节流槽型阀口噪声特性试验研究

截止节流阀是制冷循环中重要的控制元件,依靠阀芯及阀体的运动从而改变流束截面达到节流的目的。截止节流阀在运行过程中阀内容易出现空化现象,引起阀体及阀芯的震动产生噪声,严重影响阀门的工作效率及使用寿命。因此研究截止节流阀内流场空化特性意义重大。文章基于CFD研究了阀芯位置、入口压力、入口流速对截止节流阀内部流场的影响,通过数值计算得出内部流场的压力分布、空化分布、流速分布。研究结果表明：随着阀座与阀芯之间距离的增加,空化程度减弱;随着入口压力的增大,压降增大,阀内的最大体积分数从0.7增大到0.9,空化区域扩大,空化程度愈发强烈。在不同入口流速的工况下阀内空化区域主要分布于阀座与阀芯附近,且入口流速增大,空化区域扩大,空化程度更剧烈。

     

壁面表面粗糙度对喷孔内空化流动特性的影响

为了研究柴油机喷孔表面粗糙度对小直径喷孔内空化流动的影响,采用Fluent流体仿真软件,对不同喷油压力、不同孔壁粗糙度下直径为0.1 mm喷孔的内部空化流动特性进行仿真分析。结果表明：光滑壁面条件下,喷油压力及压差越大,空化水平越强,喷孔流量因数下降越严重;粗糙壁面条件下,流场内气体体积分数随粗糙度增大而降低,粗糙度增大使壁面流体的湍动能增加,但同时使壁面流体的速度降低,导致喷孔流量因数随粗糙度的增大先增后减,喷油压力越高,流量因数出现最高点粗糙度也越大;壁面粗糙度增大会增大对近壁面流场的干扰,抑制近壁面流体空化,在全空化压力、低壁面粗糙度的条件下抑制作用更为明显。     

绕弹性水翼非定常空化流动模态分析

采用实验与数值模拟相结合的方法对弹性水翼在云状空化条件下的非定常流动特性和结构振动特性进行分析,采用高速摄像系统和激光多普勒测振系统分别获取水翼空化形态和结构振动特性.数值模拟采用考虑附加水动力效应的混合耦合算法.结果 表明:空泡的非定常发展引起结构振动,回射流是导致云状空化断裂和脱落的主要因素.弹性水翼的振动主频与大...