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力学学报 2016年第1期48卷 235-242页

作者：赵海峰石俊王斌斌中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石化工程建设有限公司北京100101

海面发生原油泄漏后,采用海上浮油跟踪定位浮标锁定油污飘逸轨迹,实现对溢油的跟踪定位.定位浮标的定位能力受到浮标内部的吸油材料对原油的吸附能力以及海洋风的影响,吸附能力越强则定位浮标与油污结合越紧密,定位效果越好.首先,从吸... 详细信息

海面发生原油泄漏后,采用海上浮油跟踪定位浮标锁定油污飘逸轨迹,实现对溢油的跟踪定位.定位浮标的定位能力受到浮标内部的吸油材料对原油的吸附能力以及海洋风的影响,吸附能力越强则定位浮标与油污结合越紧密,定位效果越好.首先,从吸油材料受力分析出发,通过室内实验,采用杠杆放大原理对吸油材料受到的风载荷进行测量,并研究风载荷随着吸油圆盘直径的变化趋势,得到了风载荷随着圆盘直径的增大呈线性增大;对吸油材料受到的黏附力随着吸油圆盘直径的变化趋势进行研究,表明黏附力与圆盘直径呈二次方程关系,随着圆盘直径的增大,黏附力会急剧增大.其次,对黏附力的组成进行分析,研究认为黏附力由分子间作用力、液体表面张力及剪切黏性力组成,对这3种作用力的大小进行测量计算对比,发现分子间作用力为主要作用力,液体表面张力及剪切黏性力比分子间作用力低1～2个数量级.最后,基于浮标正常工作时黏附力应该大于风载荷的原则,将实验得到的风载荷和黏附力随着圆盘直径变化规律推广到大风速和大圆盘直径下,研究了恶劣海况条件下圆盘直径变化对浮标受力的影响,得到了适应恶劣海况条件的圆盘最小直径为38 cm.

关键词：吸油材料黏附力风载荷剪切黏性力圆盘直径

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推进剂贮箱出流起漩塌陷影响规律及抑制措施

推进剂贮箱出流起漩塌陷影响规律及抑制措施

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作者：黄仁建南京航空航天大学

学位级别：硕士

推进剂贮箱是液体火箭发动机结构的重要组成部分,是液体火箭推进剂唯一的贮存及运输装置。推进剂贮箱内部除了推进剂外,还需填充增压气体,使推进剂的出口压力及流量满足发动机的要求,故贮箱内部存在气液两相;在贮箱出流末期,液面通常会... 详细信息

推进剂贮箱是液体火箭发动机结构的重要组成部分,是液体火箭推进剂唯一的贮存及运输装置。推进剂贮箱内部除了推进剂外,还需填充增压气体,使推进剂的出口压力及流量满足发动机的要求,故贮箱内部存在气液两相;在贮箱出流末期,液面通常会发生塌陷现象,以及火箭工作过程中的扰动使贮箱产生的起漩现象,容易导致输送管内夹气,造成发动机不能正常工作,剩余的推进剂将不可使用,故对液体火箭推进剂贮箱出流起漩塌陷现象及其抑制措施研究有着非常重要的意义。本文以某液体火箭发动机助推氧箱为研究对象,建立了多相流模拟的计算方法,研究了贮箱出流的起漩塌陷现象,基于此进一步研究圆盘、十字隔板以及变过载工况下对塌陷及起漩的影响。主要工作包括:建立了液体火箭发动机助推氧箱出流的气液两相非定常流动的数值计算方法,使用均相流模型,自由表面界面传递模型以及标准k-?湍流模型,结构化网格对自由液面的捕捉效果优于非结构化网格,以此建立的计算模型,成功模拟了贮箱的出流过程。研究了推进剂贮箱出流起漩塌陷时的流动特性,塌陷过程存在一个由慢到快再变慢的过程,液面塌陷是由于液位较低时,周围液氧不足以补充中心液面因为流速快而流走的液氧,故贮箱出流的塌陷现象是无法避免的,但可以采取措施减小中心处的液氧的流速以延缓液面塌陷的时刻;给定初始旋转角速度?对出流的漩涡运动进行研究,?=0.1rad/s时,贮箱内无明显起漩现象,夹气时刻相较于无?时延后;?=1rad/s、5rad/s时,贮箱内液氧出现了明显的绕轴线旋转运动,液氧沿周向流往输送管口,?越大,周向运动越明显,夹气时刻相较于无?时提前。分析了圆盘直径、圆盘安装高度对贮箱出流出现的塌陷现象的影响规律。在圆盘直径一定时,夹气时刻随安装高度提升大体上呈现提前的现象,即发生夹气时贮箱内剩余量增多,但随着圆盘安装高度提升输送管内的流动差异性减小,流动损失降低。在圆盘安装高度一定时,随着圆盘直径的增大,夹气时刻有了较大的推迟,剩余量占比从8.6%下降到了2.66%,贮箱出流的流动损失仅增加了2.9%,故圆盘直径的增大,防塌效益明显。分析了大的变过载工况下圆盘对贮箱出流流动塌陷现象的抑制效果,变过载工况下夹气时刻随圆盘安装高度的变化趋势与常过载工况基本相同,但变过载工况下夹气时刻大幅度延后,很大程度上减少了液氧的剩余量;相对于常过载工况,变过载下输送管内的流动差异性减小,整个输送管内的流动状况有所改善。分析了十字隔板对贮箱内起漩现象的影响情况,十字隔板可以将贮箱内形成的大涡分割成小涡,有效的减弱了漩涡的强度,使得夹气时刻延后,剩余量减少,流动损失降低。带孔十字隔板与无孔十字隔板相比,对贮箱内起漩现象无明显的影响。分析了距输送管口不同截面处的夹气时刻,在距输送管口较远处,即经历了充分长距离的管流后,圆盘在不同直径及安装高度下的夹气时刻已较为接近,长距离的管流对气液两相流动的影响很大。

关键词：起漩塌陷圆盘直径圆盘安装高度变过载十字隔板

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一颗系外行星正在形成卫星

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知识就是力量 2021年第9期 36-37页

作者：朱崇恺不详

近日,科研人员利用最新的高分辨率观测技术探测到一颗系外行星PDS 70c,它的周围有明显存在的区域,这个区域被称为环星盘。PDS 70c距离地球约400光年。法国格勒诺布尔大学和智利大学的研究人员使用ALMA(阿塔卡马毫米/亚毫米波阵列望远镜... 详细信息

近日,科研人员利用最新的高分辨率观测技术探测到一颗系外行星PDS 70c,它的周围有明显存在的区域,这个区域被称为环星盘。PDS 70c距离地球约400光年。法国格勒诺布尔大学和智利大学的研究人员使用ALMA(阿塔卡马毫米/亚毫米波阵列望远镜)发现了这个可能正在形成卫星的圆盘,圆盘直径与太阳到地球的距离相当,并且有足够的质量能够形成约三颗月球大小的卫星。

关键词：系外行星星盘科研人员圆盘直径亚毫米波格勒诺布尔智利大学阿塔卡马

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