新型CO_2冷库制冷系统的理论和实验分析

一种新型的CO_2冷库制冷系统在文中被首次提出,该系统采用地源热泵技术,使CO_2制冷系统在亚临界范围内运行。首先对该系统进行了详细介绍,接着对影响理论COP的各参数分别进行了数值分析。结果表明:中间饱和温度和过热度两个参数对理论COP的数值几乎没有影响。最后通过实验对系统中的温度和压力进行了数据分析,结果表明:系统具有很好的运行稳定性。文中提出的新型CO_2制冷系统具有运行平稳、高效、安全等优点,在实际工程应用中具有良好的前景。     

基于超二次曲面的颗粒材料缓冲性能离散元分析

自然界或工业中普遍是由非球形颗粒组成的复杂体系,与球形颗粒相比,非球形颗粒间的高离散和咬合互锁可使冲击载荷引起的能量有效衰减实现缓冲作用.基于连续函数包络的超二次曲面单元能准确地描述非球形颗粒的几何形态,并可精确地计算单元间的接触碰撞作用.本文采用离散元方法对冲击载荷作用下非球形颗粒物质的缓冲性能进行数值分析,并与圆柱体冲击的理论结果和球体冲击的实验结果进行对比验证.在此基础之上,进一步研究了筒底作用力在不同颗粒层厚度和形状等因素影响下的变化规律.计算结果表明:不同颗粒形状都存在一个临界厚度H_c.当HH_c时,缓冲率随H的增加而增加;当HH_c时,缓冲率的变化不再显著并趋于稳定值.此外,减小颗粒表面尖锐度和增加或减小圆柱形和长方形颗粒的长宽比都会提高颗粒材料的缓冲效果.     

费米气体在调制缺陷晶格中的超流特性

本文研究了费米气体在调制缺陷的一维环形光晶格中的超流特性．在流体动力学模型和两模近似下,整个系统的动力学性质可以等效为单摆模型的哈密顿量,从而得到系统发生超流相变的临界条件ρc ．系统在BEC-BCS整个渡越区中,临界原子数密度将使得系统存在缺陷导致阻尼的正常态之外的另一种状态,即平面波连续穿过缺陷的超流态．系统的超流特性依赖于缺陷的强度、类型以及原子间的相互作用,并且由于缺陷与原子间相互作用的耦合,系统在BCS端更容易维持超流态。     

探究求解带电粒子在磁场中运动问题的方法

带电粒子在磁场中的运动问题是一类运用洛伦兹力公式、 圆周运动知识和数学知识的综合问题. 由于 综合性强, 能力要求高, 学生在学习过程中, 往往很难突破, 是一类让学生望而生畏的物理问题. 为了有效解答此类 问题, 作了些分析和探讨     

不同临界保留因子下天然有机物亲疏水组分光谱特性

吸附树脂层析法是表征环境水样有机物亲疏水组分分布的常用方法。作为柱层析的基本参数,临界保留因子对亲疏水物质的吸附及分离效果具有潜在影响。以河北某水库的水样为例,将有机物分为亲水物(HIS)、疏水酸(HOB)、疏水碱(HOA)和疏水中性物(HON),考察了在不同临界保留因子分离条件下(k′_cr=5, 10, 25, 50, 100)亲疏水组分有机物含量分布,并着重考察了其光谱学特性。研究发现,亲疏水组分的浓度分布取决于k′_cr值的设置,疏水组分的比例和疏水程度随k′_cr的增大而增大。在250~280 nm波长范围内,亲水组分HIS的紫外吸光度随k′_cr的增高而增高,而疏水组分HOA和HOB则呈现相反趋势,亲水与疏水组分之间的紫外光谱差异性随k′_cr增大而增大。此外,疏水组分单位质量浓度的吸光度对k′_cr的取值敏感,推测k′_cr可能影响所得组分的芳香族官能团性质。进一步考察了各组分的三维荧光光谱,并采用荧光区域积分和荧光指数对图谱进行解析。结果表明,亲疏水组分的荧光峰形态、荧光区域分布和荧光团密度与k′_cr值有关,荧光指数BIX,HIX_em和Peak T/C对k′_cr的取值敏感,说明k′_cr可能对所得组分的具体化学组成乃至迁移转化行为产生影响。因此在分离并表征环境水样的亲疏水组分分布时,应特别注意临界保留因子的设置并明确标明其取值。     

SiC单晶刻划过程的脆塑性转变特征研究

SiC单晶化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,广泛用于大功率器件产业.但由于其材料的硬度很大,加工非常困难.脆性材料塑性域加工为提高该类材料的表面质量,降低加工时间和成本提供了有效的途径.本文采用不同刀具角度和刀尖圆弧半径的单点金刚石刀具对4H-SiC单晶进行刻划实验,利用声发射、摩擦力传感器来监测刻划过程中声发射信号强度以及摩擦力的变化,并通过Leica DCM3D以及SEM观察划痕沟槽表面形貌、切屑状态,综合分析以获得4H-SiC单晶在不同角度、刀尖圆弧半径下塑脆转变的临界切削深度.结果表明,增大刀具角度有利于塑性域加工;在相同条件下,刀尖圆弧半径越大,临界切削深度越大.     

不同热处理条件下Bi-2212超导线材的临界性能研究

Bi-2212高温超导材料在4.2K具有优异的磁场载流性能,并且是目前高温超导材料当中唯一可制备成各向同性圆线的材料,可以绞制成大电流的CICC电缆,也是大型超强磁场磁体的首选材料之一。高压热处理技术可以大幅提高材料超导性能。临界电流与n值是超导导线的主要性能参数。本文测量了两组分别经过常压和高压热处理的超导线在不同背景磁场中的临界电流和n值。测试所用Bi-2212导线是以Ag和Ag/Mg合金为基体,采用粉末装管法制备而成,两组导线在890℃下经不同压强热处理。从对比的数据中定性地分析热处理压强和超导线性能之间的关系。     

高真空热电子发射实验研究

在真空环境下,研究了阳极电压和阴极电压对金属热发射电流强弱的影响。实验结果表明,提高阳极电压和阴极电压有利于电子从阴极逸出,使发射电流得到增强,此外,提高阳极电压能够降低阴极临界电压,增大发射电流,为提高热电子发射效率提供了实验基础和理论依据。     

微环芯腔与锥形纳米光纤耦合过程的实验研究

在实验上研究了共振于铯原子跃迁线附近的微环芯腔与锥形纳米光纤的耦合特性。通过精密控制微环芯腔与锥形纳米光纤的相对位置,实现了两者的欠耦合、临界耦合和过耦合的精确控制。当微环芯腔与锥形纳米光纤间距为0.6μm时,系统达到临界耦合,透射率为0.3%±0.3%,耦合效率为99.7%±0.3%。由微环芯腔透射光谱得到微环芯腔的自由光谱区为1067±5GHz,等效腔长为223±1μm,线宽为2.9±0.1GHz,本征品质因数为(6.2±0.6)×10~4。随着微环芯腔与锥形纳米光纤间距的减小,微环芯腔的线宽逐渐增大,共振频率发生红移,频率移动为19.2±0.1GHz。该研究找到了有效控制微环芯腔与锥形纳米光纤耦合状态的方法,为下一步实现微环芯腔与原子间强耦合奠定了实验基础。同时该研究加深了人们对微环芯腔不同耦合状态的认识,为研究欠耦合和过耦合状态提供了实验基础。     

试样尺寸对核电厂主蒸汽管道断裂韧性的影响研究

以某核电厂SA335 材料主蒸汽管道为研究对象,首先结合SA335 的断裂阻力曲线（J-R 曲线）试验测量结果,提出了一种方法确定韧性金属材料裂纹扩展模型（G-T 模型）中的主要微观参数：初始孔隙率0 f 和初始孔隙间距D;随后,在有限元计算中引入G-T 模型模拟了SA335 紧凑拉伸试样的断裂过程,讨论了试样尺寸对于J-R 曲线的影响．结果表明：试样厚度一致时,初始裂纹长度大的试样对应偏低的断裂韧性;当试样尺寸整体缩放时,较大尺寸的试样对应偏低的断裂韧性．最后,结合实例说明了试样整体尺寸对于主蒸汽管道临界裂纹长度的影响．