高温气体流过圆管时壁面发散冷却的数值模拟

对超高温燃烧室发散冷却全场进行有效的数值模拟对燃烧室材料结构设计具有重要的意义。该文通过FLUENT 6.1,采用RNG k-ε湍流模型,建立了高温气体流过圆管时多孔介质壁面发散冷却的全场耦合数值计算模型。该模型计算结果与低温氦气、低温空气发散冷却实验结果基本吻合。该文研究了常温氢气对超高温燃烧室内燃气的发散冷却,结果表明,忽略对流传质边界层的影响会导致计算预测的壁面温度偏高,忽略孔隙率局部分布的不均匀性会导致冷却壁面端部出现高温计算结果,这不符合常理。在注入率为1%左右时,冷却壁面温度在400~900 K的范围内,壁面局部热流密度降至200 kW/m2左右,可以满足航天器燃烧室保护壁面的需要。     

钛团簇的融化行为

采用经验分子动力学方法研究了几个典型Ti团簇的热力学稳定性和融化行为.Ti团簇的融化行为清楚地依赖于体系的结构和尺寸.对于较小的团簇,融化曲线没有出现清楚的一级相变特征,意味着由于尺寸效应导致的固态液态共存.对于较大尺寸的团簇,观察到其融化过程伴随着表面融化、局部融化、结构共存和相变行为.     

钛表面制备多孔氧化膜的研究

以硫酸和磷酸为电解液,工业纯钛为阳极,不锈钢为阴极,恒电流阳极氧化的方式在钛表面直接获得TiO2多孔氧化膜,经过500℃热处理,促进氧化膜由非晶体向晶体的转变.采用扫描电镜和X射线衍射对阳极氧化膜的形貌和结构进行了分析,研究了电流密度、电解液种类以及浓度对TiO2多孔氧化膜形态和晶型的影响,并探讨了其形成机理.结果表明,以磷酸为电解液时钛表面仅生成锐钛矿相的TiO2,而以硫酸为电解液时钛表面生成锐钛矿和金红石两种晶相的TiO2.     

涂层对钛合金激光冲击效果的影响

激光冲击波可以用来对比较难成形的材料进行精密成形，而材料表面的涂层在激光冲击过程中起到重要的作用，因而研究了涂层对零件，中击效果的影响．试验中，当激光功率密度达到10^9W／cm^2以上，脉宽为22．1ns，波长为1．06μm时，分别对黑漆涂层以及不加涂层的钛合金TA2进行激光冲击，发现涂层不仅能提高激光能量的吸收，而且能显著地提高冲击压力．通过激光冲击后的形变测量。发现使用黑添涂层，相对于不加涂层，其变形量提高了471％，表面残余压应力达到-212．2MPa，有效改善了钛合金的疲劳寿命．采用涂层可以延长航空工业上许多关键零部件的服役寿命．     

多孔硅溶胶的制备与其可控电迁移研究

用阳极电流腐蚀法制备多孔硅(PS),并将其分散到无水乙醇中形成溶胶.用荧光光谱仪测定了多孔硅溶胶的荧光强度与浓度的关系,研究了不同表面活性剂的掺入对溶胶体系的稳定性及其荧光强度的影响.进行了多孔硅溶胶的电迁移实验,并发现不同的表面活性剂的加入可使多孔硅溶胶带不同电荷,从而使多孔硅溶胶的电迁移变的可控.用扫描电镜(SEM)和X光电子能谱(XPS)对多孔硅溶胶电迁移沉积层进行了对比分析.研究表明,溶胶体系中表面活性剂的加入对沉积层的成分没有影响,可以用这种方法实现多孔硅纳米粒子的可控组装.     

锂离子电池用无纺布支撑聚合物复合膜的制备

采用γ射线辐射接枝的方法在无纺布纤维表面接枝苯乙烯。将接枝改性后的无纺布浸渍于丁酮/PVDF-HFP/丁醇混合液中,真空干燥后制得多孔的无纺布支撑聚合物电解质复合膜。以其为隔膜组装了聚合物锂离子电池(LiMn2O4/无纺布聚合物复合膜/Li),进行充放电测试。研究结果表明,无纺布聚合物复合膜具有合适的厚度,一定的机械强度。辐射接枝提高了无纺布与聚合物混合液的结合力,在电池的充放电循环过程中不易发生短路,电池的容量和循环性能得到显著提高。     

木材陶瓷制备多孔SiC的研究

椴木木粉／酚醛树脂复合材料经高温碳化制成木材陶瓷，然后经熔融Si反应性渗入制成了多孔的SiC陶瓷．借助X射线衍射、傅里叶红外吸收光谱和扫描电子显微镜等方法对木材陶瓷和多孔SiC的物相组成、微观结构和基本性质进行了研究，利用阿基米德法和三点弯曲法测定了木材陶瓷和多孔SiC的显气孔率和弯曲强度．结果表明，木材陶瓷是非晶碳材料，含有C—O—C醚键、C—C双键及C—H结构等，多孔SiC是由主晶相β-SiC和少量第二相Si组成的复合材料；多孔SiC遗传了木材陶瓷的多孔结构；木材陶瓷向SiC陶瓷的转变使弯曲强度从12．6MPa提高到73．8MPa，显气孔率从64．1％降至53．2％。     

VOCs在土壤孔隙中扩散模型的适用性

为研究污染物在土壤多孔介质中迁移性质，建立了一种可快速测定非保守性污染物在土壤孔隙中有效扩散系数的新方法，采用了土柱扩散实验研究挥发性有机物(VOCs)在土壤中的有效扩散系数．根据多孔介质为干燥和含水体系将挥发性有机物分为保守性和非保守性两种类型的扩散组分，建立了不同的迁移模型方程进行过程描述，并提出了迁移方程的一维解析解，对三氯乙烯和苯在砂土体系的研究表明，利用土柱扩散实验测定挥发性有机物的有效扩散系数的方法可靠，同时表明采用经验扩散模型描述非保守性组分的扩散时应考虑适用范围，孔隙中气相体积含率低时，Millington模型和Collin模型适用性较好，且Collin模型更优一些，当气相体积含率很高时，则应考虑应用Marshall模型和Penmen模型。     

沸腾回流均相沉淀法合成超细粉体TiO2

采用沸腾回流均相沉淀法，以不同浓度的TiCl4和尿素为原料，制备出超细粉体TiO2，并利用STM及XRD对其进行表征．结果显示TiO2颗粒呈球状，一次粒径为29-34nm，TiCl4浓度较大时TiO2以金红石型为主，TiCl4浓度较小时TiO2为锐钛型、金红石型的混晶．     

介质变形引起地层孔渗变化条件下的试井分析

储层介质变形分为弹性变形、塑性变形和弹塑性变形 3种类型 .重点研究了介质塑性变形后地层孔隙度和渗透率变化条件下的不稳定渗流问题 .建立了孔隙度、渗透率指数变化规律的试井分析模型 ,通过有限元方法得到了井底压力随时间变化的双对数理论曲线 ,并对理论曲线的特征进行了分析 .通过实际井例分析 ,说明变孔渗试井模型具有较好的应用效果