小孔持续周期性泄流的实验与观测

对小孔周期性泄流实验进行了研究,发现小孔周期性泄流的形成除了与实验装置内外筒液体的浓度、黏度和相容性有关外,还与内外筒之间的空隙有关;周期的大小不但与内外筒液体的浓度、小孔孔径有关,还与内外筒的直径有关.     

糖水-水小孔泄漏振荡周期与小孔孔径的关系

对溶液小孔泄漏振荡现象进行了实验研究,通过对振荡周期的测量和分析,发现泄漏振荡周期与小孔直径的2.84次幂成反比.这与关于此现象的早期理论分析结果不尽一致.     

用光学方法测量液体的物理参数

实验发现,激光束照射在振动的液面上,表面波对入射光可产生衍射;插入液体里的金属细丝被拉出液面时,由于液体的润湿效应,其周围的液体拉伸一定高度而断裂。以上两种实验现象机理,可用于液体表面张力系数的测定。激光经小孔透射样品池中的液体介质,在液体上表面发生遮光效应,根据其机理,建立了一种测量液体折射率的新方法。     

液体压强实验的改进

教学实践中,为了全面、形象、直观地演示液体压强的特点,突破教学难点,效果明显.我们自制了一些液体压强实验教具.现在简单介绍液体压强实验教具制作方法和使用如下. 实验1 制作方法: 取一个空矿泉水瓶,在其侧壁上不同的高度位置刺3个小孔. 使用方法: 给瓶里充满水,会出现如图1所示的现象,小孔的位置越靠近瓶底(即小孔的位置越低),水柱喷得越远.这一现象说明液体的压强随着深度的增加而增大.     

小孔周期性泄流的实验与分析

通过对小孔泄流的周期性研究．发现泄流周期随着时间进程变化趋于增大，小孔的直径越大泄流周期越小,不相容的液体间不能形成小孔周期性泄流，并分析了有关现象．     

光学测试 材料光学性能测试与设备

TB962006010677用光学方法测量液体的物理参数=Optical measurement inphysical parameter of liquid[刊,中]/杨宗立(陕西师范大学物理学与信息技术学院.陕西,西安(710062)),苗润才∥光学技术.—2005,31(5).—729-731,735就液体表面声波对入射光波的衍射进行了研究。实验发现,激光束照射在振动的液面上,表面波对入射光可产生衍射;插入液体里的金属细丝被拉出液面时,由于液体的润湿效应,其周围的液体拉伸一定高度而断裂。以上两种实验现象机理可用于液体表面张力系数的测定。激光经小孔透射样品池中的液体介质,在液体上表面发生遮光效应,根…     

柱塞气举过程中气液瞬态密封性研究

柱塞气举排水采气工艺具有良好的技术经济性,深刻掌握其流体动力学机理与系统规律,是改善其工业应用效果的关键。本文以柱状柱塞及其上部含气液柱为研究对象,通过受力分析建立柱塞气举瞬态泄漏量物理模型;利用有限差分方法实现模型求解;结合室内实验实现模型验证与应用。新模型考虑了柱塞举升过程中的液体泄漏,也考虑了举升液柱含气率的瞬态变化,更贴近实际工况。揭示了柱塞气举过程中举升压差、柱塞上行速度、液体泄漏流量和举升液柱含气率的瞬态变化过程;发现积液液柱含气率随着举升过程逐渐增大;柱塞上行瞬时速度与加速度共同影响液体泄漏,液体泄漏流量随着举升过程先增大后减小。     

机器人也能通过出汗来散热

不管气味有多难闻,你都应该感谢自己在大热天流汗的能力—没有它,你的身体将很难散发那些热量。不幸的是,迄今为止,大多数机器人还没有类似的高效冷却系统。从汗流決背的人类身上获得灵感,研究人员为一个柔性机器人抓手创造了一个这样的系统。他们利用3D打印机创建了一个内部液体容器,并在表面添加小孔。当温度升高时,手指状握柄就会膨胀,导致小孔扩张并排出液体。     

关于“液体从器壁流出离壁距离”的讨论

一个装着液体的容器,侧壁开了小孔,液体由孔流出,落地处离壁的距离与什么有关呢?虽然这是一个简单的问题,但在某些书中却有着不同的答案。有的认为,小孔越高距离越远。就象灭火时,水龙头举得高,水就喷得远(图一)。有的则认为,小孔越低距离越远。因为“侧壁的压强随着液体深度的增加而增大”,所以,“最上面的离液面最近,即液体深度最小,压强最小,流出来的水喷得最近;中间的压强大一些,流出来的水喷得远一些;最下面的孔压强最大,流出来的水喷得最远。”(引号内摘自《数理化自学丛书第一册》见注一) (图二)。 上述两种结论都是错误的。 前种看…     

浮顶罐中央排水管泄漏油气扩散激光检测研究

浮顶罐中央排水管油气泄漏研究对及时制定合理的应急措施、预防重大事故发生有重要意义。介绍了一种判断中央排水管泄漏的方法。通过数值模拟分析了不同泄漏位置对中央排水管泄漏后报警时间的影响,模拟发现3个泄漏位置的报警时间最大相差1 308 s,说明泄漏位置对报警时间的影响较大。采用浓度为10%的甲烷代替油气进行了中央排水管油气泄漏激光检测可行性的实验验证。结果表明:TDLAS技术可用于中央排水管泄漏报警系统中油气浓度的检测, 对浮顶罐中央排水管泄漏报警系统的设计有一定的参考意义。     

Effect of boundary heat flux on solidification in a forced liquid metal flow: a phase-field simulation

A phase-field model coupling with velocity field is employed to study the effect of boundary heat flux on the microstructure formation of a Ni-40.8%Cu alloy with liquid flow during the solidification, and an anti-trapping current is introduced to suppress the solute trapping due to the larger interface width used in simulations than a real solidifying material. The effect of the flow field coupling with boundary heat extractions on the microstructure formation as well as distributions of concentration and temperature fields are analyzed and discussed. The forced liquid flow can significantly affect the heat and solute diffusions, thus influencing morphology formation, concentration and temperature distributions during the solidification. The solute segregation and concentration diffusion are changed by boundary heat extractions, and the morphology, concentration and temperature distributions are significantly influenced by increasing the heat extraction, which relatively makes the effect of liquid flow constrained. By increasing the initial velocity of liquid flow, the lopsided rate of the primary dendrite arm is enlarged and the growth manner of dendrite arms gets changed, and the transition of the microstructure from dendrite to cellular moves to the large heat extraction direction. Therefore, there exists the competition between the heat flux, temperature gradient and forced liquid flow that finally determines the microstructure formation during directional solidification.     

“绿色”液体激光介质的热流场特性研究

选取掺钕四氟化钆钠(Nd3+:NaGdF4)纳米晶分散到二甲基亚砜作为"绿色"液体介质,构建单侧抽运和液体横流系统,使用ANSYS软件对液体介质稳定热流场分布进行模拟分析。结果表明:当流道形状、流动状态、壁面相同时,液体流场分布基本相同,泵浦光的频率对流场分布影响很小;液体介质入口的流速会影响流线分布,流速越快,流线越密;泵浦区域中,介质沿着液体流动方向温度逐渐升高;在液体流向变化小的区域,可获得较为均匀的温度分布。     

工质对微通道沸腾液膜瞬态变化的影响

本文采用去离子水和无水乙醇两种工质,利用微通道流动沸腾同步测量实验系统,研究了液膜厚度的瞬态变化规律,实验发现流动沸腾形成的初始液膜厚度在毛细数Ca很宽的范围内都遵循Taylor流动原理;液膜形成后,在蒸发和蒸汽流动携带的耦合作用下,厚度迅速减薄直至蒸干;由于水的汽液黏度比小,速度梯度小,剪切作用带来的液膜厚度减少量小,且水的汽化潜热大,吸收相同热量时蒸发量小,导致水的液膜厚度变化斜率较小,通过理论分析提出了沸腾液膜厚度变化的计算模型,计算结果与实验结果的误差小于20%。     

长脉冲高能激光对金属靶材烧蚀实验研究

为研究长脉冲高能激光与金属靶材相互作用的机理,使用2种激光器对铝、钢、铜和钛靶材进行烧蚀试验。记录靶材穿透时的激光轰击次数,测量穿过通孔的激光能量和孔的面积,得到不同材料在不同能量密度下的烧蚀率。实验表明：能量密度低的激光束,即使对靶材可能有烧蚀作用,它的烧蚀率要比能量密度高的激光束小很多。能量密度达到造成液态质量迁移条件的长脉冲激光,可获得较大的烧蚀率和截面积较大的通孔。     

基于边界元法的近平板圆孔气泡动力学行为研究

研究了带有圆孔的平板附近气泡动力学特性. 基于不可压缩势流理论, 建立了平板圆形破口附近气泡运动数值模型, 并针对气泡初始位置距离破口很近而导致计算结果发散的数值缺陷, 采用气泡壁和壁面融合的方法, 将流场分离为两个半无限域问题进行求解, 实现了在不同无量纲参数范围内的数值模拟, 数值结果与实验结果符合良好. 通过对圆孔附近气泡运动特性的研究发现, 圆孔对气泡的影响基本与壁面相反, 在膨胀阶段对气泡产生腔吸作用, 收缩阶段产生排斥, 在特定的工况下会产生对射流现象. 最后分析了气泡壁与壁面融合, 流场分离后的气泡动态特性以及各工况参数对其影响规律. 关键词： 气泡 边界元 射流 圆孔     

A dislocation model for the viscosity of water

A dislocation model for the shear viscosity of water is proposed, based upon the dislocation theory of melting and liquid state. This model, studied extensively within the last years in relation to phase transitions in two-dimensional systems, makes rigorous use of the similarity between the structure of a liquid and that of a crystalline solid. Viscous flow in water due to slip of dislocation loops is proposed as an alternative point of view to the hole theories and the cluster models of hydrogen bonded molecules. The model correctly yields the temperature dependence of the viscosity at normal pressure between melting and boiling point.     

Heat and mass transfer characteristics during rapid solidification of Fe-Cu peritectic alloys

The viscose flow and microstructure formation of Fe-Cu peritectic alloy melts are investigated by analyzing the velocity and temperature fields during rapid solidification, which is verified by rapid quenching experiments. It is found that a large temperature gradient exists along the vertical direction of melt puddle, whereas there is no obvious temperature variation in the tangent direction of roller surface. After being sprayed from a nozzle, the alloy melt changes the magnitude and direction of its flow and velocity rapidly at a height of about 180 μm. The horizontal flow velocity increases rapidly, but the vertical flow velocity decreases sharply. A thermal boundary layer with 160–300 μm in height and a momentum boundary layer with 160–240 μm in thickness are formed at the bottom of melt puddle, and the Reynolds number Re is in the range of 870 to 1070 in the boundary layer. With the increase of Re number, the cooling rate increases linearly and the thickness of thermal boundary layer increases monotonically. The thickness of momentum boundary layer decreases slowly at first, then rises slightly and decreases sharply. If Re < 1024, the liquid flow has remarkable effects on the microstructure formation due to dominant momentum transfer. The separated liquid phase is likely to form a fiber-like microstructure. If Re>1024, the heat transfer becomes dominating and the liquid phase flow is suppressed, which results in the formation of fine and uniform equiaxed microstructures. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 50121101 and 50395105)     

光学方法对润湿效应形成弯曲液面的理论及实验研究

利用光学方法对润湿效应下的弯曲液面进行了研究.当准直、扩束的激光垂直入射到弯曲液面上时,其反射图样中心为一圆形暗场,周围为明场的光强分布,暗场大小与入射光束所覆盖的液面面积有关.当入射光束直径较小时,反射图样中暗场尺寸较大.随着入射光束直径增大,暗场区域变小.根据液面形成机理,从几何光学角度对这一现象进行了研究和分析,得到了弯曲液面高度随距离变化的解析关系式,并与Yong－Laplace方程进行了比较,实验和理论符合较好.