小口径大视场工业内窥镜光学系统设计

近年来,内窥镜广泛应用于复杂环境下小尺寸零件缺陷检测,该文设计一种用于航空发动机叶片检测的工业内窥镜光学系统。系统基本结构采用二次成像,物镜采用非对称反远距结构,将大视场光线收束进小口径腔体中,适配镜将物镜所成一次实像放大21倍,后接对角线长42 mm高速相机。系统基于Zemax设计软件进行系统优化、公差分析和像质评价,最终系统具有大视场(120°)、细孔径(3 mm)、耐高温(25℃～180℃)等特点。由于对视场、孔径和适配镜放大率有较高要求,因此合理引入非球面提高系统成像质量,入瞳直径提高至0.5 mm,系统空间截止频率在17 lp·mm^-1处,全视场调制传递函数值均大于0.28,最大畸变值小于21.2%。     

喷嘴雾化特性实验研究

液体雾化是当前两相流研究中非常重要的课题,在农业、能源以及环境工程中具有广泛的应用价值,进行深入系统的研究具有重要意义。本文以空气、水为工质,使用马尔文粒度仪对单相和两相雾化器喷嘴的雾化特性进行了比较实验研究。测量了不同压力配比条件下液体雾化粒子的粒径分布,详细讨论了压力对于喷嘴雾化效果的影响。同时得出了两相流量与压力之间的变化规律。     

气泡雾化喷嘴喷雾平均直径在下游流场中的分布

文利用激光衍射粒度仪对气泡雾化喷嘴下游流场进行了实验研究,主要分析了雾化颗粒直径随径向和轴向距离变化的趋势．由于喷嘴出口处气液两相流型和颗粒自身重量的影响,液雾颗粒沿径向呈现非轴对称分布;而液雾颗粒直径随着轴向距离的增加呈现先减小、后增大的趋势,颗粒直径的减小是大量气泡爆炸的结果,而后的增加则是由于颗粒之间的相互粘结造成的。     

130Nd和140Tb的EC/β+衰变研究

利用能量为１７０ＭｅＶ左右的３６Ａｒ重离子束轰击９６Ｒｕ和１０６Ｃｄ浓缩同位素靶,分别生成缺中子同位素１３０Ｎｄ和１４０Ｔｂ．借助氦喷嘴带传输系统,用 Ｘ－γ和 γ－γ符合方法,分离鉴别了这两种核素,并进一步测定了它们的衰变性质．得到１３０ Ｎｄ的半衰期为（１３± ３）ｓ,首次建议了它的ＥＣ／β＋衰变纲图,推测了其子核１３０Ｐｒ的基态和低位能级的自旋宇称．修订了１４０Ｔｂ的原有极简单的ＥＣ／β＋衰变纲图并指认１４０Ｔｂ的基态自旋宇称为７＋．     

氦喷嘴激光飞行时间质谱仪系统传输效率的测定

建立了一套氦喷嘴激光飞行时间质谱仪系统并进行了离线模拟研究.其工作原理是:首先在原子化室蒸发产生样品气态原子来模拟核反应产物,然后利用氦气传输和氦喷嘴技术,使样品原子形成准直原子束与激光作用.通过激光共振激发电离实现原子序数Z的选择,再利用飞行时间质谱技术来确定原子量A,实现样品原子的分离与鉴别.通过用²⁴Na的放射性测量的方法对谱仪系统效率进行了研究,其传输效率约为17%.     

力学性能对B4C/TiB2基陶瓷喷嘴抗冲蚀特性的影响

采用压痕断裂力学研究了B4C/TiB2基陶瓷喷嘴(B4C/TiB2/Mo和B4C/TiB2/Al2O3)力学性能对抗冲蚀特性的影响,从力学的角度分析了采用SiC磨料和Al2O3磨料时,B4C/TiB2基陶瓷喷嘴抗冲蚀特性产生显著差异的原因.结果表明,B4C/TiB2基陶瓷喷嘴的体积冲蚀磨损率随lnH和lnKIC增加呈线性降低;ln(Hp/H)＝1.1是B4C/TiB2基陶瓷喷嘴软硬颗粒磨损的分界线.当使用SiC作为磨料时冲蚀磨损较为严重,因为ln(Hp/H)>1.1,即SiC对于B4C/TiB2基陶瓷喷嘴的冲蚀磨损为硬颗粒磨损;而Al2O3磨料造成冲蚀磨损较轻,因为ln(Hp/H)<1.1,此时的磨损属于软颗粒磨损.     

超音速气流粉碎喷嘴数值模拟

对气流粉碎装置的喷嘴结构和参数进行设计与优化,采用流体动力学软件对所设计喷嘴进行流场模拟,对所喷嘴效果进行检验。分别讨论了锥顶角和内腔造型对超音速喷嘴性能的影响,通过结果比较得出,入口压力3.5MPa、入口直径为6mm的喷嘴为设计的最佳喷嘴。超音速喷嘴锥顶角在8度到12度之间变化时,对喷嘴的性能影响不大,内腔造型为光滑曲面的超音速喷嘴性能最佳。     

同轴交叉射流的轴线速度

研究了射流交叉角度和密度比对同轴交叉射流流场的影响。基于动量守恒原理,提出了考虑径向流动和密度差别的同轴交叉射流的当量直径和当量速度。当量速度与Dual PDA的实验结果较为吻合。该法可较好地描述射流交叉角度、密度比对轴线上轴向速度的影响。     

氦喷嘴激光离子源离线系统的实验结果

简要介绍了建立在清华大学的氦喷嘴激光离子源离线系统.并给出了在氦喷嘴出口处激光直接共振电离喷束中的钠原子的实验结果.此结果表明,在氦喷嘴出口处,用激光在束电离钠原子是可行的.由此出发可设计具有Z选择性、效率高、可测同位素寿命下限低又能适用于高温难熔元素的激光离子源.     

三维自由射流缩流及扩散的数值研究

由于非定常多相流特性,大气下水自由射流的水力性能相当复杂.本文依据弯管二次流机理确定的最优湍流模型,以六喷嘴冲击式水轮机最术端的喷嘴射流作为研究对象,进行了三维非定常自由射流的数值模拟解析.定量分析了三维自由射流在不同空间方向沿程变化的两相流流态.能量构造及射流形状,为水斗提供了真实的入流条件,确认了最未端喷嘴射流水力效率较差的原因:由于最末端喷管的急剧弯道使得射流产生了大幅度的膨胀扩散.