发动机中的关键流体力学问题专题序

化学燃料发动机通过燃料与氧化剂燃烧, 将化学能转换为工质动能, 使机械结构运动或形成高速射流产生冲量而产生动力. 其中, 吸气式发动机利用稠密大气中的氧气, 大幅降低氧化剂携带需求, 具有较高的能源转换效率; 增压式发动机依靠自身增压系统实现燃料和/或氧化剂增压输运, 具有较强的环境适应性. 针对多种天地活动需求, 不同的动力循环方式有效支撑了各类运载任务, 是运载系统的关键技术之一.      

一种基于SWNTs/Nafion/CuNPs纳米复合材料的

通过电沉积金属铜于SWNTs/Nafion修饰的玻碳电极表面构建了一种经济且简单易制备的非酶尿酸传感器.采用扫描电镜和能谱仪表征了纳米材料的形貌和成分,并考察了不同扫速和pH值对修饰电极的影响.在优化条件下,尿酸的线性范围为0.1～1000 μmol·L-1,检出限(S/N =3)为0.058 5iμmol·L-1.采用标准加入法检测人体血清中尿酸的回收率为97.2％～103.9％,相对标准偏差(RSD)为0.04％～0.11％.该非酶法与GOD-POD酶法的结果高度一致,且传感器经济易制备、灵敏性高、稳定性好、重现性高.     

激光诱导荧光聚焦纹影系统及超声速燃烧流场应用

纹影是一种常用的流动显示技术，广泛应用于可压缩流动显示及超声速燃烧流场实验.然而，在变Mach数超声速燃烧实验中，燃烧室总温随来流Mach数变化.受准稳态/非定常温度变化影响，光学玻璃窗口的折射率发生显著改变，影响基于密度梯度的纹影成像质量.同时，普通纹影为光程体积沿程积分，难以同二维燃烧场成像信息进行直接比较以开展燃烧与流动耦合研究.聚焦纹影技术可抑制燃烧室内高温引起的玻璃窗口折射率变化，并实现毫米级的急剧聚焦深度，获得二维流场结构，同时配合纳秒级脉宽Nd:YAG激光光源可冻结高超声速流场.在传统聚焦纹影系统基础上发展了激光诱导荧光聚焦纹影系统并应用于变Mach数超声速燃烧实验，创新点在于使用激光诱导荧光染料，以荧光作为光源消除原本激光光源中的相干噪声，同时发展了边缘增强图像处理方法.实验结果表明激光诱导荧光聚焦纹影系统及边缘增强图像处理方法能够有效消除激光光源相干噪声，捕捉二维超声速燃烧流场结构.      

高中生化学学习现状及改善策略的有效性研究

通过调研广西民族师范学院附属中学高一学生化学学习现状,提出了改善边疆地区民族生学习现状的诸多策略,并以此类策略干预高一学生化学学习现状且干预前后编制试卷测量。研究结果表明:(1)化学学业成绩与学习现状呈线性关系;(2)经过针对式的阶段性培养,2个班的测试成绩存在显著性差异,即此类培养具有必要性和有效性。     

碳氢燃料超声速燃烧分区实验研究

高保真度空天发动机数值模拟通常基于快速化学反应火焰面假设,即超声速燃烧反应的特征尺度小于湍流Kolmgorov尺度,该模型方法对于氢气燃料仿真计算结果较好,但对于乙烯等碳氢燃料仍需进一步研究.受限于极端环境特种非接触测量技术,目前尚未见超声速燃烧火焰分区判别的实验研究,导致目前超声速燃烧火焰面模型适用性以及分区燃烧物理模型认识不清,进而也制约了数值发动机技术发展.本工作基于自主研发的MHz发动机内窥光纤传感器,针对单边扩张双模态冲压发动机超声速燃烧火焰分区开展实验研究,通过化学自发光信号的最小香农熵定义超声速燃烧的特征时间τsc,根据理论方法和来流工况估算了超声速燃烧的流动特征时间,结合分区燃烧理论分析了双模态超燃冲压发动机内碳氢燃料燃烧的分区情况.通过燃烧分区情况以及与泰勒尺度的比较结果,验证了碳氢燃料超燃冲压发动机典型飞行条件下燃烧室内超声速燃烧处于旋涡小火焰区域(Re?50 000; Da∈1.80～2.60, B区),多尺度湍流涡结构发挥重要作用,并随着相对于泰勒尺度的不同大小,分别对应了不同尺度的涡结构主导该过程.同时给出了当量比、通量比以及来流马赫数对燃烧特征时间的影响规律...     

铜纳米粒子/聚丙烯酸/石墨烯纳米复合材料修饰玻碳电极检测水中的4-硝基苯酚

采用一种温和且简单的原位生长法将铜纳米粒子和石墨烯非共价键合,得到铜纳米粒子/聚丙烯酸/石墨烯(CuNPs/PAA/GR)纳米复合材料,对4-硝基苯酚(4-NP)表现出良好的电催化活性.用扫描电镜对此纳米复合材料的形貌进行了表征.以此材料修饰的玻碳电极受吸附控制,4-NP在该电极表面的反应机理为两电子转移过程,电子转移数n=2.3,修饰电极的有效面积为0.6275 cm2,是裸电极的2.22倍,电极吸附量Гs为1.6×10-11 mol/cm2,催化速率常数kcat的平均值为1.15×104 L/(mol/s).修饰电极的响应电流与4-NP的浓度在1 ～ 150 μmol/L范围内呈良好的线性关系,线性方程为:Ipa(μA)=-0.015C(μmol/L)-0.98,(R2 =0.9951),检出限为0.23 μmol/L(S/N=3).此传感器制备简单、灵敏性高、稳定性和重现性好.使用此传感器检测实际水样中4-NP的回收率为88.6％～ 100.7％,相对标准偏差为2.6％ ～5.9％.     

CuNPs/PAA/GR纳米新材料修饰玻碳电极检测猪肉中的莱克多巴胺

采用一种温和且简单的原位生长法将铜纳米粒子和石墨烯非共价键合,形成一种对莱克多巴胺催化活性高的复合纳米新材料Cu NPs/PAA/GR。该材料用扫描电镜表征形貌,用阻抗表征修饰电极。不同扫速和p H值条件下,以其修饰玻碳电极构建的电化学体系受吸附控制,莱克多巴胺在该电极表面的反应机理属两电子转移过程。体系中电化学参数为:电子转移数(n)=1.7,修饰电极的有效面积为3.57 cm2,为裸电极的12.6倍,电极吸附量(Гs)为1.98×10-12mol/cm2。采用微分脉冲伏安法进行检测,莱克多巴胺的浓度在1~30μmol/L范围内呈良好线性关系(r2=0.990 2),检出限(S/N=3)为18.3 nmol/L。该传感器经济易制备、灵敏性高、稳定性与重现性好。将该传感器用于猪肉中莱克多巴胺的检测,其回收率为97.0%~102.5%,相对标准偏差为2.8%~3.2%。