冷端孔径及进口压力对涡流管性能影响的实验研究

设计了涡流管实验样机,在不同进口压力和冷流比工况下,实验测量了三种冷端孔径的涡流管性能,并分析了冷端孔径、喷嘴环端面间隙及进口压力对涡流管性能的影响。实验结果表明,冷端孔径为5mm的涡流管降温及制冷性能最佳,最佳冷端孔径与涡流管径之比为0.5。在进口压力为0.4MPa工况下,其冷端最大温降分别比冷端孔径为4mm和6mm的涡流管大6.1℃和2.9℃,最大制冷量分别大30.2%和5.4%;在所有进口压力工况下,对应于最大冷端温降的最佳冷流比约为0.5,而对应于最大制冷量的最佳冷流比约为0.65。在进口压力为0.3~0.5MPa范围内,涡流管冷端温降和制冷量均随着进口压力的升高而增大,且进口压力越高,冷端温降的增长速度越慢;制冷性能系数COP随着进口压力的升高而降低,而等熵温度效率则几乎不随进口压力改变而变化,仅是冷流比的函数。同时,实验发现,喷嘴环端面间隙对涡流管能量分离效应影响很大,设计制造过程中必须消除其影响。     

基于对轴对称液桥边缘轮廓拟合的液体表面张力系数测量研究

基于Yang-Laplace公式与液桥平均曲率的关系,研究两平行板间液桥的形貌与表面张力系数的关系,探索出通过对液桥边缘进行轮廓拟合来测量液桥液体的表面张力系数的方法.搭建了一套可以拍摄液桥的边缘放大图的实验平台,利用sobel算子提取边缘信息的Matlab算法,对液桥轮廓进行边缘提取,进而拟合得到液体表面张力系数,计算结果显示表面张力系数的相对误差在5%以内.     

非线性吸收对多组分气体分析的影响及其修正方法

利用非分散红外(NDIR)技术研究了非线性吸收现象对多组分气体分析交叉干扰扣除的影响及其修正方法。理论上推导了由于非线性吸收导致的干扰系数变化对系统测量准确度的影响。对常规的干扰方程组进行了修正,使用干扰函数来定量分析气体间的交叉干扰,当测量气体存在非线性吸收时,干扰函数也会发生相应变化。基于最小二乘法,以三阶多项式为拟合模型,拟合出了系统的干扰函数。利用拟合的干扰函数,通过实验证明了提出的修正方法在系统存在非线性吸收现象时仍能有效地扣除气体间的交叉干扰。     

湿工况下平直翅片对流传热传质数值研究

建立了湿空气流经平直翅片通道并伴有凝结现象发生的三维对流传热传质的数值模型,在空气进口雷诺数Re为190～3770,进口相对湿度φ_(in)为50%～90%的范围内,对干湿两种工况,平直翅片通道内的换热流动进行了对比研究。结果表明:湿工况换热系数为干工况换热系数的2.8～3.1倍,干工况翅片效率比湿工况翅片效率高35.8%～41.9%。当翅片为部分湿工况时,翅片效率随进口相对湿度的增大而增大,换热系数随进口相对湿度的增大而减小;当翅片为全湿工况后,进口相对湿度对翅片效率和换热系数的影响微弱。     

不同泥沙含量河水的表面张力系数测定

表面张力系数的测量方法有很多，其中拉脱法是简单有效的一种，本实验基于拉脱法通过改变河水泥沙含量、温度进行表面张力系数测量，以探究泥沙含量、温度的变化是否会对液体表面张力系数的测量值造成影响，并对比分析在澄清和悬浊状态下河水表面张力系数的变化情况。通过对实验结果分析可知，液体表面张力测量值与泥沙含量、温度变化有关，河水在悬浊状态下的表面张力系数整体上大于澄清状态下的表面张力系数。     

结合环境参数修正的高温气体光谱检测系统设计

随着工业化进程加快，大气污染监控已受到广泛关注，为实现工业过程痕量气体浓度的准确监测，采用可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS)搭建了气体浓度在线监测系统，并以LabVIEW为软件开发平台完成了可视化界面。重点设计了数据处理功能及浓度反演算法，通过同步获取的环境压力参数对特征吸收光谱的有效拟合范围进行修正，提高吸光度信号的准确性，再通过读取的环境温度参数修正气体吸收线强以获得精确的浓度结果。将该系统应用于高温氨浓度在线测量实验中，获得高温不同压力下的氨气浓度测量结果。实验结果表明，在500 K温度下，不经过压力、温度参数修正的最大氨浓度反演偏差为18.81%，通过参数判断后再进行光谱提取和修正，得到浓度最大偏差为3.96%。该系统能够准确反演不同环境参数(压力、温度)下的气体浓度，实现了工业高温现场气体的实时、精确在线测量。     

基于PASCO物理实验平台的液体表面张力系数测量

现有的拉脱法测量液体表面张力系数的实验中存在人为选取液膜拉断点等影响测量结果的弊端.本文利用PASCO实验平台搭建了一套能够实现高频率拉力测量及采集的实验装置.利用该实验装置,首先系统地测量了金属环所受拉力,然后分析了金属环出水过程中界面张力、浮力的变化,再现了这一过程的物理图像.对测量得到的数据进行拟合,得到了水在空气中的表面张力系数值为0.0705 N/m,与表面张力系数标准值相差2.7%.     

细致能级光电离与辐射复合速率系数的计算及讨论

在以前所计算的细致能级光电过程截面数据的基础上,用修正的Gramm-Schmidt方法做三次样条函数的最小二乘拟合,在LTE近似条件下,取光子分布函数为Planck分布,自由电子分布函数为Maxwel分布,给出了光电离与辐射复合速率系数积分在样条参数下的表达式,并计算了类氦铷、类氦铌离子光电离与辐射复合速率系数。分析了能级跃迁下的速率系数向轨道跃迁速率系数的过渡关系,并对文[1]给出的半经验公式进行了评价。     

利用拟合软件分析液体表面张力系数与浓度、温度的关系

利用硅压阻力敏传感器测量不同温度下液体表面张力系数,不同Nacl浓度下液体表面张力系数。分别利用SPSS和MATLAB拟合软件进行数值分析和模拟,发现液体表面张力系数与温度呈线性关系,而与浓度呈三次方关系。并给出了液体表面张力系数随温度和浓度变化的拟合曲线及近似表达式,与理论值符合较好。     

液滴振荡模型及与数值模拟的对比

由于碰撞壁面后液滴内部流动的复杂性, 以及气-液-固三相间的相互作用, 对液滴碰撞壁面形态变化的数学理论研究有较大的难度, 因此所见者多为实验和数值模拟. 本文通过对液滴受力状态的分析, 得到了惯性力、黏性力和表面张力带经验系数的表达式, 并进一步建立了液滴碰撞壁面振荡模型, 得到了液滴铺展半径的振荡表达式, 以及表面张力、黏性系数等参数对液滴铺展的影响. 最后通过与液滴衰减振荡数值模拟结果的对比, 确定了液滴振荡模型中的修正系数, 验证了模型的可行性. 关键词： 液滴碰撞 振荡 铺展半径/高度 数值模拟     

压气机级模化换算中雷诺数与粗糙度修正研究

压气机缩尺模化中,由于粗糙度与雷诺数无法严格满足相似准则,导致由模型机性能换算全尺寸机性能时存在偏差,需要对其影响进行修正。本文选择某燃机压气机前1.5级作为原型机,由缩尺模化生成一组模型机,采用数值模拟方法研究缩尺模化过程中雷诺数和粗糙度对性能换算的影响规律。结果表明,随着表面粗糙度增加,压气机的多变效率下降;缩尺模化中,压气机雷诺数减小,多变效率下降。通过缩尺模化性能换算研究,本文提出在Casey的多变效率修正方法中引入流量系数作为自变量,由此获得该方法中经验参数B_(ref)的新型高精度公式。它是雷诺数、粗糙度和流量系数的函数。将改进后的修正方法应用于全尺寸原型机多变效率换算,在稳定工况范围内,多变效率偏差小于0.1%。     

光学扩散特征的生鲜肉细菌总数的无损检测方法

细菌总数是生鲜肉的最主要安全参数之一,肉品的光学扩散特征反映其细菌总数。对高光谱扩散数据利用不同的拟合算法处理与分析,并比对生鲜猪肉细菌总数建模的相关性差异,确定了用于最终建模的最佳扩散特征参数,为后续的装置开发提供建模依据。冰箱调至4℃恒温,在里面放置63个分割好的猪肉样品,每天间隔固定时间从里面随机取出4~5块样品,获取猪肉表面的400~1 100nm波长范围内高光谱散射图像,从高光谱图像中提取猪肉的扩散光谱曲线,利用Lorentz函数和Gompertz函数以及修正后的函数,拟合处理与分析扩散数据,拟合后的不同参数可以代表样品的特征光谱,细菌总数的标准值用平板计数法获得,然后单独用各单个参数、多个参数结合的方式,多元线性回归的统计方法,与细菌总数分别建立模型。实验结果表明,Lorentz三参数结合,Lorentz四参数结合,Gompertz四参数拟合的模型相关系数较高,其校正集和预测集相关系数分别为0.93,0.96,0.96和0.90,0.90,0.92,标准偏差分别为0.47,0.44,0.39和0.56,0.46,0.42,其中,相关性最好的是Gompertz四参数结合,在装置的开发中可以优选相关性和稳定性最好的模型导入装置系统中。     

碳离子束混合LET辐照的EBT3辐射变色胶片剂量修正方法

针对EBT3辐射变色胶片对碳离子束混合LET辐照的剂量欠响应比较了两种剂量修正方法。利用260MeV/u的碳离子束通过被动降能得到多种剂量平均LET的碳离子束,利用这些碳离子束进行了胶片剂量响应刻度辐照,选择最佳的拟合公式得到了胶片剂量刻度曲线。使用RE(Relative Efficiency)量化了EBT3胶片随LET的剂量欠响应,并使用RE剂量修正法修正了混合LET辐照胶片的剂量。此外,根据剂量刻度曲线公式中拟合参数随不同LET所占剂量比例的变化规律,提出了拟合参数剂量修正法并修正了混合LET辐照胶片的剂量。最后比较了这两种方法的结果,表明拟合参数方法得到的剂量偏差在5%以内,优于RE方法10%以内的剂量偏差。     

湍流大气中光波闪烁的圆环孔径平均因子

利用弱起伏条件下球面波在大气湍流中传输的光强起伏(闪烁)理论和圆环孔径滤波函数,获得了圆环孔径平均因子的精确表达式。将圆环孔径平均因子关于一个无量纲参量(孔径半径与菲涅耳尺度的比值)拟合成2阶多项式,再找出多项式系数与孔径内外径之比的函数关系,获得了圆环孔径平均因子关于该参量和孔径内外径之比的函数关系式。通过误差分析确定了拟合关系式的适用范围,在此范围内,拟合式与精确式的相对误差小于25%。分别用Tatarskii谱和修正Hill谱分析了湍流内尺度对圆环孔径平均因子的影响,结果显示:在其他条件不变的情况下,内尺度越大,孔径平均效应相对越小。     

对高能碰撞末态粒子的阶乘矩拟合修正曲线的方贩

高能碰撞末态粒子在相空间的动力学分布存在着非均匀因素的影响,通过对这种非均匀因素影响的仔细研究,引入了修正系数,得到了拟合修正曲线的判据,给出了计算修正系数的方法.     

液体混合物导热系数预测模型

以质量分数加和法为估算液体混合物导热系数的基础上,考虑液体混合物中各组分导热系数的比值对混合物导热系数的影响,通过回归拟合修正质量加和法,导出了一种相关参数少,适用范围广且精度高的混合物导热系数关联式。利用该关联式计算了二组分及三组分液体混合物的37个物系38组858个导热系数,将计算值与质量加和法、幂律法、陈则韶方程等式计算结果进行比较,其总平均相对偏差为0.29%,最大相对误差不超过2.7%。     

对高能碰撞末态粒子的阶乘矩拟合修正曲线的方法

高能碰撞末态粒子在相空间的动力学分布存在着非均匀因素的影响,通过对这种非均匀因素影响的仔细研究,引入了修正系数,得到了拟合修正曲线的判据,给出了计算修正系数的方法.     

高温叶片换热性能不确定性量化

结合共轭换热分析方法和基于拉丁超立方采样与Kriging近似模型的蒙特卡罗方法,提出了高温叶片换热性能不确定性量化方法。在量化主流进口总压、总温、湍流强度以及冷气进口总压四个运行参数的不确定性的基础上,对高温叶片MarkII进行了换热性能不确定性量化。分析了不确定性工况参数对叶片最高温度和最大温度梯度两个关键随机输出参数的影响,并通过设定最高温度和最大温度梯度的临界值,进行了可靠性分析。计算结果表明,不确定性参数可导致叶片最高温度增加42.3 K,最大温度梯度增加2.20 K·mm~(-1);最高温度下和最大温度梯度下的可靠度分别为94.2%和97.0%;主流进口总温不确定性对叶片换热性能和寿命影响最大。     

不同环境温度下工艺参数对扩散吸收式制冷机的性能影响

外界环境温度对扩散吸收制冷循环有重要影响,以四台相同结构的扩散吸收式制冷机为基础,用实验的手段研究了不同环境温度下,氨水溶液灌装浓度、充注压力、输入功率等工艺参数对扩散吸收式制冷机性能的影响。得出了实验样机在各工况下的最优工艺参数;研究发现随环境温度的升高,样机的最佳灌装浓度下降,而最佳输入功率和最适宜充注压力升高。可为扩散吸收式制冷机根据环境温度选择各工艺参数提供一定的依据。     

蓖麻油黏度与表面张力系数的关系研究

分别利用落球法和拉脱法测量了蓖麻油在不同温度下的黏度和表面张力系数;根据最速下降法,编制自动调参程序FIT,通过拟合实验测量数据,得到了描述蓖麻油黏度与表面张力系数关系的经验公式.