明渠水流速度对自掺气发展影响的试验研究

采用针式掺气浓度仪对有压出口后明渠水流表面自掺气的发展过程进行了详细测量,研究了不同出口流速条件下掺气发展区的掺气浓度分布及其沿程发展变化情况,分析了流速对自掺气发展的影响。试验结果表明：随着出口流速的增大,相同断面处水流平均掺气浓度不断增加,掺气区向渠道底板扩展更加充分;在断面平均掺气浓度相同的条件下,水流速度越大,水体紊动程度越高,气泡向渠道底板方向扩散越明显。结合紊动扩散理论分析,认为流速对明渠自掺气扩散的影响包括提高水流掺气浓度和增大水体紊动扩散系数两个方面。     

明渠自掺气水流气泡特性的试验研究

采用针式掺气浓度仪对明渠自掺气水流的气泡特性进行了试验研究,结果表明：在掺气发展区,气泡总数沿程增加;同一断面上,气泡个数从底部至水面方向先增加后减小,个数最多的点大约位于自掺气水流的两区交界面处;底部气泡尺寸的分布比较集中,愈接近水面分布愈分散;气泡平均等容直径从槽底向水面方向迅速增大;在试验的流速条件下,渠底附近2mm以下的气泡个数沿程不断增多。     

掺Er玻璃材料合成工艺及其物理特性

利用玻璃制备工艺合成了掺Er玻璃材料，并对材料的透射率、光损耗、吸收光谱、发射光谱等光学性质进行了测量和分析，实验结果显示：掺Er光波导材料的透射率随着掺Er原子质量分数的增大而降低；材料的光损耗随掺Er原子质量分数的增大而增大；Er^3 的514.5nm吸收峤强度随着掺Er原子质量分数的增大而增大；当用980nm的激光激发材料时，随着掺Er原子质量分数的增加，材料在1.53μm处的光致发光（PL）强度先增强后减弱，在掺Er原子质量分数为0.5%时有一最大值。     

水轮机过流部件材料的冲蚀磨损腐蚀及其交互作用

通过对含沙水域水电站水轮机过流部件的4种典型材料(55钢、20SiMn、1Cr18Ni9Ti和0Cr13Ni5Mo)在冲蚀磨损过程中的电化学腐蚀及冲蚀磨损性能研究,区分出纯磨损、纯腐蚀、磨损对腐蚀的促进分量及腐蚀对磨损的促进分量在材料失效过程中各自所占的比例,考查了试验材料的冲蚀磨损特性以及磨损与腐蚀间的交互作用,分析了失效机制,结果表明:材料的冲蚀磨损质量损失率随冲蚀速度和浆料含沙量的增加而增大;冲蚀角在0°～45°范围内变化时,冲蚀磨损质量损失率随冲蚀角增大而增大,当冲蚀角超过45°后,质量损失率随冲蚀角增大而减小;在多泥沙冲蚀磨损条件下,材料纯磨损的质量损失占总质量损失的62%～92%,是材料破坏的主要方式,腐蚀是次要的;磨损对腐蚀的促进作用随冲蚀强度的增大而加强,其对材料流失的作用不可忽视.     

含沙掺气高速水流壁面脉动压力特性

在阐述水流脉动压力基本理论的基础上，对含沙掺气高速水流的脉动压力进行了试验，研究了水、气、沙三相流体的压力脉动特性，探讨了掺气、含沙量等参数对水流压力脉动幅值特性，频率特性的影响。     

掺膨胀剂水泥-黏土浆体膨胀性能的试验研究

针对传统水泥灌浆材料析水率较大、固相体积收缩,导致地基加固质量下降的问题,以黏土为掺合料,硫铝酸钙类膨胀剂为主要添加剂,采用正交试验研究改性水泥浆体的膨胀性能,探讨了水固比、黏土掺量、水玻璃掺量和膨胀剂掺量对浆体限制膨胀率的影响,得到了注浆浆体最佳配合比.研究结果表明:加入一定比例的黏土、水玻璃和膨胀剂可以提高水泥浆体的膨胀率.限制膨胀率随龄期先增大后减小.水固比对限制膨胀率的影响最大,其次是膨胀剂掺量.限制膨胀率随水固比的增大而减小,随膨胀剂掺量的增大而增大.水固比0.6、黏土掺量15%、水玻璃掺量2%和膨胀剂掺量为12%时为工程应用的参考配合比.     

水气二相流特点及其单流体模型

对水利工程中掺气水流的数值模拟进行了研究。从建立数学模型的角度 ,详细分析了水利工程中水气二相流的特点 ,从理论上证明 :对工程中常见的稀疏气泡流 ,单流体模型是可行的 ;且水气混合物的连续方程和动量方程可分别用水相的连续方程和动量方程代替 ,以使问题简化。提出了掺气水流的单流体模型 ,并用该模型对水垫塘掺气水流进行了计算 ,掺气浓度计算值与实测值基本吻合 ,表明本文提出的单流体模型可用于水垫塘水气二相流的数值模拟     

掺合料对水泥复合浆体流动性影响的研究

针对河北省三河市的矿渣、粉煤灰，进行了掺量与水泥浆体流动性关系的研究。结果表明：粉煤灰在40％掺量范围内，净浆流动性随掺量的增大而增大，矿渣在60％范围内随掺量的增大而增大。     

水气二以特点及其单流体模型

对水利工程中掺气水流的数值模拟进行了研究。从建立数学模型的角度,详细分析了水利工程中水 二相流的特点,人理论上证明：对工程中常见的稀疏气泡流,单流全模型是可行的;且水气混合物的连续方程和动量方程可分别用水相的连续方程和动量方程代替,以使问题简化。提出了掺气水流的单流体模型,并用该模型对水垫塘掺气水流进行了计算,掺气浓度计算值与实测值基本吻合,表明本文提出的单流体模型可用于水扩建塘水气二相流的数值模     

泄水建筑物水流掺气复氧数值模拟

为了深入地认识泄水建筑物掺气水流的复氧过程,该文应用水气两相流混合模型计算了包括水垫塘在内的泄水建筑物水体的掺气浓度、流速、紊动粘性系数等特征参数。应用气泡界面传质理论建立了掺气水流的溶解氧对流扩散方程。不同试验工况的结果验证了掺气复氧数学模型的合理性和可靠性,表明该模型符合坝身泄流的特点,充分体现了过坝水流对大气的卷吸与紊动混掺。     

Zr-4合金管砂带随形磨削实验分析

采用3种不同磨料的砂带对Zr-4合金管进行了磨削工艺试验,探究了磨粒与工件间的交互创成机理,得到了Zr-4合金材料砂带磨削过程中材料去除率和表面粗糙度的主要影响因素。借助先进的测试设备,对磨削后的砂带磨粒磨损形貌、工件表面形貌进行了观测,并对Zr-4合金表面烧伤层金相组织及显微硬度变化规律做了分析研究。试验结果表明：砂带线速度、磨削压力、接触轮硬度和磨料种类对材料去除率和表面粗糙度均有较大的影响,其中砂带线速度影响最为显著;锆刚玉和氧化铝磨粒的粘附磨损较为严重,碳化硅磨粒主要以磨耗磨损为主;工件烧伤时材料表层金相组织发生变化,使得Zr-4合金物理机械性能下降。试验及研究结果为寻求高效、高精度Zr-4合金砂带磨削加工工艺提供了试验和理论依据。     

聚氨酯橡胶的固定磨粒湿磨损机理的试验研究

对聚氨酯橡胶的固定磨粒湿磨损机理的试验研究结果表明,聚氨酯橡胶在固定磨粒湿摩擦工况下,磨损量随相对速度和比压的增加而增大,摩擦系数随相对速度的增加而增大,随比压的增加而减少。实验还证明,聚氨酯橡胶的耐磨性比其它橡胶高10倍左右,是一种抗磨性好的材料。本试验结果对石油井下动力钻具摩擦副的材料选择有一定的参考价值。     

复合冲击磨损条件下高锰钢的腐蚀磨损行为及其交互作用

采用自制的冲击腐蚀磨损试验装置,研究了湿磨弱酸性锡矿浆体系中高锰钢在静态、充氧、搅拌和冲击等复合条件下的腐蚀磨损行为,并利用失重法、电化学法和线性回归法,定量分析了腐蚀、磨损和腐蚀磨损中交互作用各分量的相对比率.结果表明:充氧和搅拌促进了氧在高锰钢表面的传质过程,使腐蚀率较静态分别增加了1.05和2.04倍;高锰钢的累积质量损失、表面显微硬度和腐蚀磨损交互作用均随着冲击功的增加而增大;在不同冲击功下,高锰钢的腐蚀增量比静态腐蚀率高15.15～25.54倍,腐蚀磨损交互作用所占比率为12.07%～26.69%,表明磨损与腐蚀之间存在着一定的协同促进作用;在冲击功为1J时,交互作用以磨损促进腐蚀为主;在冲击功为2～4J时,交互作用以腐蚀促进磨损为主.     

仿生凹坑与纳米碳化硅/镍基复合镀层耦合表面的磨损性能

为了探讨凹坑形态与纳米碳化硅/镍基复合镀层耦合表面的磨损性能,采用激光技术和电沉积技术制备了由凹坑形态和纳米碳化硅/镍基复合镀层构成的仿生耦合表面,并进行了摩擦和磨损试验。结果表明,仿生耦合表面的磨损性能高于单纯复合镀层的磨损性能;随着磨损载荷的增加和磨损时间的延长,试样表面磨损机制由以塑性磨损为主逐渐转变成以粘着磨损、磨粒磨损为主的磨损机制。     

聚氨酯摩擦磨损规律的研究

通过对工业中广泛应用的聚氨酯材料摩擦磨损规律进行实验研究 ,发现聚氨酯摩擦系数和磨损率低于一般橡胶材料 ,且随法向载荷变化不大 ,其磨损机理为油性磨粒磨损。     

应用磁致伸缩仪进行材料磨蚀试验研究

水力机械过流部件的磨蚀是我国多泥沙河流上运行的机组普遍存在的工程问题，致使过流部件严重损坏，机组频繁检修。本文采用磁致伸缩仪对材料进行了磨蚀试验，测定了不同含沙浓度、不同振幅工况下材料的质量损失量，探讨了黄河沙对材料磨蚀的影响及振幅对材料磨蚀的影响。     

粗集料综合形态特征与抗磨耗性能的关联性

为了研究粗集料的抗磨耗性能与粗集料形态特征之间的关系,基于第二代集料图像测量系统(aggregate image measurement systemⅡ,AIMSⅡ)及其形态参数,建立了粗集料抗磨耗性能的评价手段。选择5种岩性的11种不同粗集料,集料粒径为9.5～13.2 mm,采用AIMSⅡ测试11种不同类型的粗集料的形态特征,利用AIMSⅡ现有的球度、梯度棱角和表面纹理指标,分析集料样本数量评价的合理性。在此基础上,测试各类型集料样本的磨耗值,结合AIMS II的球度、梯度棱角、表面纹理和形态综合指标(coarse aggregate angularity texture value, CAAT)分析集料磨耗前后的形态变化规律,进而评价各个样本的抗磨耗性能。结果表明：CAAT与粗集料磨耗值有良好的线性关系,拟合相关系数为0.956,采用CAAT评价集料抗磨耗性能具有一定的合理性。     

Fe基非晶合金涂层电火花加工及其性能研究

利用电火花强化技术对煤油环境的45钢表面沉积单晶硅,制备出了铁基非晶合金涂层.用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜、能谱分析仪等检测手段对表面强化层成分、形貌、组织结构进行了研究,并对非晶层形成机理进行了探讨.在磨损试验机上对材料的耐磨性进行了测试,并对试样的磨损形貌进行了分析.结果表明:强化层是反应涂层,涂层厚度不均匀,但涂层与基体实现了冶金结合;强化层表面为非晶层,组织致密、均匀,在与基体交接的区域出现柱状晶;45钢表面沉积层耐磨性明显高于未加工45钢基体.     

橡胶线接触磨损过程的研究

研究了天然橡胶、丁苯橡胶和丁腈橡胶在线接触条件下磨损过程中磨损率的变化规律,发现橡胶材料在磨损初期的磨损率随摩擦行程增大而增大,到达一定阶段后磨损率保持不变,进入稳定磨损阶段。本文还应用能量磨损理论对实验结果作了理论分析。