摘要：为明晰含氟高分子材料的耐腐蚀性机理,采用分子动力学方法研究了浓硫酸溶液在聚四氟乙烯(PTFE)与聚全氟乙丙烯(FEP)中的扩散行为,计算了浓硫酸溶液中氢离子在不同共混体系模型中的均方位移与扩散系数,并通过PTFE和FEP在不同温度和时间下的浓硫酸浸泡实验,采用质量损失率、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和力学性能分析方法对实验前后的试样进行表征。结果表明,在分子动力学模拟中,浓硫酸中的氢离子在PTFE中的均方位移和扩散系数更大,扩散更剧烈。在常温浸泡实验后,PTFE和FEP都出现了轻微的渗透腐蚀现象,PTFE孔洞上方相连处出现断缺,FEP表面则出现孔洞,两者的质量和力学性能都略微减少。在高温浸泡实验后,PTFE和FEP的孔洞直径均略微增加,质量损失率分别为0.113%和0.091%,断裂伸长率分别下降了34%和9%,但两者的化学结构基本无变化,均体现出了良好的耐腐蚀性,且FEP的耐腐蚀性能表现更优异。

摘要：在水位传感器的出厂检测过程中需要进行气密性检测,为此,设计了一个基于STM32的水位传感器气密性检测仪。该检测仪采用直压式气体检漏的方法,以STM32F030R8为控制核心,控制气泵进行充气,压力传感器检测气压并通过电桥差分信号输出,高精度气压测量模块测量电桥信号的输出,通过程序控制实现气密性检测的加压、稳压、保载、判断、输出等步骤,并将判断结果通过LCD显示和继电器输出。通过多次实验和测试,该气密性检漏系统能够实现对水位传感器泄漏的检测,且实验数据较为准确、稳定,重复性较好。

摘要：针对带扩张段构型的发动机燃烧室,采用欧拉-拉格朗日仿真方法研究喷注方式、喷孔参数及隔离段燃烧室构型的改变对于射流雾化效果的影响,用以更好地指导发动机设计.结果表明,在保证发动机总体流量不变的条件下,喷孔孔径减小或者喷孔总数量减少使得液气动量通量比增大,有利于同时增大单孔射流穿透深度以及液滴展向宽度.贫燃工况下如当量比为0.7条件下,射流流量减小,混合效果可能变差.而在发动机结构设计方面,隔离段到燃烧室的过渡设计不宜采用大转角,15°转角是相对较为理想的设计方案.采用小角度突扩构型设计比渐扩构型更容易找到相对好的点火位置.

摘要：利用自主设计的等离子喷注器采用介质阻挡放电方式产生非平衡等离子体,首先利用纹影技术、热电偶、单点红外测温等多种诊断方法实验研究了纯氧放电等离子体的电学特性、热效应及气动效应,然后通过可见光和化学自发辐射成像技术获得了火焰形态及特征参数,详细分析了等离子体对甲烷–纯氧扩散火焰形态和释热的影响,并计算了放电功率及费效比.结果表明,燃烧导致放电电流显著增大,其中电压幅值与氧气流速对放电电流大小的影响规律正好相反;与空气等离子体相比,相同流量与电压条件下氧等离子体放电功率较高,但其发光强度明显较弱;氧等离子体热效应微弱,对燃烧的影响可以忽略,放电反应中释热过程主要由含氧组分决定;放电产生了具有3个速度分量的诱导射流,增大了氧射流角,且电压越大越显著.等离子体主要通过气动效应改变了燃料与氧化剂的掺混,使得一定条件下火焰变得更稳定、释热更强.在所研究的范围内等离子体作用的费效比最低仅为2.2%,大流量、小混合比更有利.

摘要：基于冲压旋转爆震发动机应用,设计了带隔离段及等直燃烧室的矩形带扩张型面,开展常温常压吸气式超声速风洞中的液体横向射流试验,借助高速摄影、阴影方法研究来流参数、喷孔参数对喷注雾化穿透深度及液雾扩展效果的影响。研究表明:隔离段到燃烧室的过渡构型在气相流场中产生了较强的膨胀波和压缩波,直接扰动射流的二次雾化,液体射流破碎、雾化和液雾掺混的过程受到影响。总温总压一定时,来流马赫数增大、喷注压降增大均可提高液气动量通量比,从而增大射流穿透深度。同样的穿透深度情况下,利用小喷孔高压降喷注方式可以较为明显地减小激波角度。与增大孔径相比,同样的流量条件下增大射流压降可有效增加穿透深度提升程度,获得更好的液雾掺混效果。

摘要：基于三维URANS(unsteady reynolds-averaged Navier-Stokes)模型对全尺寸液氧/煤油火箭发动机高频燃烧不稳定开展了仿真计算。研究了3种隔板对高频切向燃烧不稳定的抑制效果,发现当隔板长度为30 mm时,喷嘴式隔板能有效抑制燃烧不稳定,而两种再生冷却肋片隔板未能完全抑制燃烧不稳定,增加隔板长度到50 mm后,燃烧趋于稳定。结果表明:较短隔板不能完全包络化学反应区域,推进剂纵向分布变化对燃烧不稳定的抑制作用相对较小;隔板增长后,能有效分割燃烧室头部化学反应区域,提升了燃烧稳定性裕度;喷嘴式隔板能抑制切向燃烧不稳定的机理在于隔板喷嘴壁面上存在一个大黏性、大剪切力的黏性影响区。研究结果可为液体火箭发动机隔板设计提供一定指导。

摘要：系统研究了高强高导铜材料的强化机理和制造技术,提出了“增强强化相”(提高弥散强化相强度)、“超饱和固溶”(提高基体中弥散强化相浓度)、“柔性包裹铜晶界”(提高材料高温强度等新型强化机制)的创新思路,为同时具有高强度和高导电、高导热的铜基材料成份和显微组织设计提供了理论基础,并在材料学科权威期刊发表相关论文20余篇。发展出高强高导铜的大吨位、连续化、绿色制造技术,实现了全真空大吨位铬锆铜材料的规模生产,具有工艺简单、流程短,所制备的材料结构全致密、显微组织无偏析、性能均匀一致等优点。高强高导铜材料生产项目技术评估价为1500万元,采用混合实施模式(支付西安交通大学300万元现金,发明人技术入股1200万元),与陕煤集团合作成立了发明人技术入股、骨干团队现金参股的混合所有制企业。建成了一期千吨量级生产线,产品在多个国家龙头企业获得规模应用,并即将建设万吨量级生产线,对于国家高铁、芯片、发动机等多个领域关键材料的升级换代具有重要意义。

摘要：气液针栓式喷嘴在变推力液体火箭中有重要应用。采取实验与数值计算结合的方法系统研究了不同环境压力下的针栓式喷嘴的液膜破碎过程、喷雾锥角、回流区分布、压力和液滴粒径分布等雾化特性,揭示了环境压力影响液膜破碎的3个因素:气流冲击、环境气体密度和环境压力对液膜挤压作用。结果表明:喷雾锥角会随环境压力增加而增大,但该趋势会随压力的增加而逐渐放缓。喷雾整体形态呈现锥形,喷雾中心区域存在低压回流区,回流区的液滴数目较少,但液滴粒径比较均匀。液滴主要分布在气液作用面,下游的液滴粒径较大,外部的液滴粒径比内部的大。液体火箭在启动的瞬间,燃烧室压力变化剧烈,可能导致喷雾锥角发生大幅变化,引起推进剂空间分布不均匀,对燃烧性能产生影响,因此要避免或减小较差雾化效果的燃烧室设计压力区间。