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液滴偏心撞击超疏水圆柱表面的实验研究

应用力学学报 2025年

作者：李成钱丽娟周宗伟朱晨琳中国计量大学机电工程学院

通过调节液滴的碰撞速度和碰撞角度等参数，可以精确调控液滴在表面的动力学行为，包括液体在圆柱表面的均匀涂覆、附着时间等，这一研究在涂层、防污、防冰等领域具有重要的理论价值和应用意义。采用实验方法探究了液滴偏心撞击不同直... 详细信息

通过调节液滴的碰撞速度和碰撞角度等参数，可以精确调控液滴在表面的动力学行为，包括液体在圆柱表面的均匀涂覆、附着时间等，这一研究在涂层、防污、防冰等领域具有重要的理论价值和应用意义。采用实验方法探究了液滴偏心撞击不同直径超疏水圆柱表面的动力学过程。引入偏心距与圆柱直径的比值：抗偏心因子。探究了液滴偏心撞击圆柱表面的湿润角度、轴向铺展长度以及接触时间。实验结果表明，偏心撞击会改变液滴的润湿模式，随着抗偏心因子的增加，液滴从不对称包裹逐渐过渡到单侧包裹。最大湿润角度随抗偏心因子和圆柱直径的增加而减小，推导出了包裹模式转变的临界抗偏心因子。液滴的轴向铺展长度主要受抗偏心因子和We的影响，随We的增加而增大，随抗偏心因子的增加而减小。偏心撞击显著缩短了液滴的接触时间，We和抗偏心因子的增加均会降低无量纲接触时间。当圆柱直径达到液滴直径的3倍及以上时，会发生类似液滴撞击倾斜平面的滑移现象，滑移距离随We的增加而增大，抗偏心因子的增加会导致液滴右移点滑移距离减小，左移点滑移距离增加。

关键词：超疏水表面液滴圆柱表面偏心碰撞抗偏心因子

运行工况对超临界CO2干气密封端面热力过程及稳态性能影响研究

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化工学报 2025年

作者：江锦波陈竹鑫肖洋溢彭新陈源于辰孟祥铠彭旭东浙江工业大学机械工程学院中国计量大学机电工程学院

超临界CO2压缩机干气密封因密封介质在临界点工况附近的物性特殊性和高参数化，密封间隙内介质流动呈现出多相流动、高度湍流化和物性畸变特征。以微段组合型槽干气密封为研究对象，构建了轴向力平衡条件下考虑实际流体效应的超临界CO2... 详细信息

超临界CO2压缩机干气密封因密封介质在临界点工况附近的物性特殊性和高参数化，密封间隙内介质流动呈现出多相流动、高度湍流化和物性畸变特征。以微段组合型槽干气密封为研究对象，构建了轴向力平衡条件下考虑实际流体效应的超临界CO2干气密封热动力润滑相变仿真模型，提出了密封端面热力过程表征方法，研究了转速、进气压力和进气温度等运行工况参数对超临界CO2干气密封端面热力过程、流场参数和稳态性能的影响。结果表明：进气温度的提高对于抑制密封端面液相凝析效果显著，而转速和进气压力的增大只能抑制槽区液相凝析，增大端面非液相区面积，但对密封坝气液两相区影响不大，当进气温度达到320K和340K时，端面纯液相区和气液两相区先后消失；提高非液相区面积，对于增大密封气膜刚度是有利的。

关键词：超临界CO 干气密封相变特性工况参数

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模糊模型参考学习控制在水电机组中的应用

动力工程 2006年第5期26卷 680-683页

作者：廖忠中国计量学院机电分院杭州310034

研究了模糊模型参考学习控制的原理和方法,对模糊模型参考学习控制所具有的对模糊规则进行调节和修改的功能进行了分析,并将其应用于具有非线性、时变和非最小相位的水电机组的控制系统中。设计了水电机组的模糊模型参考学习控制器,由... 详细信息

研究了模糊模型参考学习控制的原理和方法,对模糊模型参考学习控制所具有的对模糊规则进行调节和修改的功能进行了分析,并将其应用于具有非线性、时变和非最小相位的水电机组的控制系统中。设计了水电机组的模糊模型参考学习控制器,由于该控制器引入了模糊学习机制,利用被控对象和理想参考模型间的输出误差,调整模糊控制器的规则集,从而使机组输出实时跟踪参考模型的输出。仿真结果表明:该控制方法不仅适用于水电机组系统工况小波动的情况,也适合工况发生大波动的情况,但要应用于工程实际还需作进一步的探索。

关键词：自动控制技术水电机组模糊模型参考学习控制自适应控制

硅油基底表面铁薄膜的生长机理及表面有序结构

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物理学报 2006年第10期55卷 5444-5450页

作者：张永炬余森江葛洪良邬良能崔玉建台州学院物理系中国计量学院物理系

利用直流溅射方法在液体基底(硅油)表面成功制备出金属铁薄膜系统,研究了其生长机理及特征的表面有序结构.实验发现铁薄膜的生长过程与液相基底表面非磁性金属薄膜的情况类似,基本服从二阶段生长模型.连续铁薄膜中可观测到尺寸巨大的圆... 详细信息

利用直流溅射方法在液体基底(硅油)表面成功制备出金属铁薄膜系统,研究了其生长机理及特征的表面有序结构.实验发现铁薄膜的生长过程与液相基底表面非磁性金属薄膜的情况类似,基本服从二阶段生长模型.连续铁薄膜中可观测到尺寸巨大的圆盘形有序结构,其生长演化与溅射功率、沉积时间和真空环境中的生长时间等实验条件密切相关.实验证明,此类有序结构是在薄膜内应力作用下,铁原子及原子团簇在液体表面自由扩散迁移,并最终在硅油基底表面某些区域成核凝聚所致.在较大溅射功率和沉积时间条件下,圆盘外部区域的铁薄膜中形成周期分布的波纹褶皱,其波长约为10μm,波峰基本与圆盘的边界平行.进一步研究表明:在沉积过程中,由于沉积铁原子的局域能量作用,导致硅油的表面层结构发生改变而形成一聚合物层;在随后的冷却过程中,聚合物层的强烈收缩使铁薄膜处于很大的压应力场中,促使薄膜起皱形成波纹结构.

关键词：液体基底铁薄膜生长机理有序结构

准自由支撑铝薄膜中有序表面结构的自组织生长

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物理学报 2005年第10期54卷 4867-4873页

作者：张永炬余森江台州学院物理系中国计量学院物理系

利用真空热蒸发方法在液体基底表面成功制备出具有自由支撑边界条件的金属铝薄膜系统,研究了薄膜中自发形成的自边界向内部区域逐渐生长而呈带状分布的有序表面结构.该有序结构的形成与薄膜厚度、沉积速率和真空环境中的生长时间等实验... 详细信息

利用真空热蒸发方法在液体基底表面成功制备出具有自由支撑边界条件的金属铝薄膜系统,研究了薄膜中自发形成的自边界向内部区域逐渐生长而呈带状分布的有序表面结构.该有序结构的形成与薄膜厚度、沉积速率和真空环境中的生长时间等实验参数密切相关,其形成过程可用一个三阶段生长模型来描述.实验证明此类有序结构是在薄膜内应力作用下,铝原子及原子团簇在液体表面自由扩散凝聚所致.进一步的理论研究表明基于特征的边界条件和固液相互作用,该自由支撑铝薄膜系统中包含了丰富的正弦形内应力分布,各种具有不同振幅和频率的正弦形内应力的合成可形成矩形状畴块和带状有序结构.

关键词：液体基底铝薄膜自组织生长有序结构表面结构自由支撑内应力分布边界条件薄膜系统

在氢环境中2(1/4)Cr-1Mo钢的断裂特性

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化工学报 2008年第2期59卷 426-430页

作者：钟曼英中国计量学院机电学院浙江杭州310018

研究了在模拟加氢反应器工况条件下,国产加氢反应器壁材料2(1/4)Cr-1Mo钢的断裂特性。应用断裂力学方法,分别测定了原始状态、原始+电化学渗氢、步冷状态、步冷+热渗氢试样的断裂韧性KIC;计算了埋入裂纹和表面裂纹的裂纹尖端的应力强度... 详细信息

研究了在模拟加氢反应器工况条件下,国产加氢反应器壁材料2(1/4)Cr-1Mo钢的断裂特性。应用断裂力学方法,分别测定了原始状态、原始+电化学渗氢、步冷状态、步冷+热渗氢试样的断裂韧性KIC;计算了埋入裂纹和表面裂纹的裂纹尖端的应力强度因子KI。结果表明:步冷处理提高了2(1/4)Cr-1Mo钢的断裂韧性,氢降低了2(1/4)Cr-1Mo钢的断裂韧性;只要反应器内壁无表面裂纹,设备运行是安全的。

关键词： 2(1/4)Cr-1Mo钢断裂韧性应力强度因子埋入裂纹表面裂纹

基于负温度系数的多晶硅电阻电热激励/压阻检测微桥谐振器的新型红外探测器（英文）

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红外与毫米波学报 2015年第2期34卷 134-139页

作者：韩建强李森林李琰王小飞冯日盛中国计量学院机电工程学院浙江杭州310018

报道了一种基于负电阻温度系数的多晶硅电阻电热激励/压阻检测SiO 2/Si3N4/SixNy微桥谐振器的新型红外探测器.微桥谐振器吸收的红外辐射引起微桥温度升高,激励电阻和检测电桥的阻值减小,使得恒定激励电压作用下激励电阻的静态功率和惠... 详细信息

报道了一种基于负电阻温度系数的多晶硅电阻电热激励/压阻检测SiO 2/Si3N4/SixNy微桥谐振器的新型红外探测器.微桥谐振器吸收的红外辐射引起微桥温度升高,激励电阻和检测电桥的阻值减小,使得恒定激励电压作用下激励电阻的静态功率和惠斯登电桥的焦耳热增加,等效于增加了辐射在微桥谐振器上的红外辐射.初步的实验证实了该方案的可行性.

关键词：微桥谐振器红外探测器多晶硅电阻负电阻温度系数

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天然纤维素太赫兹和红外光谱分析研究

光谱学与光谱分析 2016年第3期36卷 681-685页

作者：裘国华章乐申屠南瑛中国计量学院信息工程学院浙江杭州310018 中国计量学院机电工程学院浙江杭州310018

为研究太赫兹波技术在植物中纤维素检测的应用前景。选取玉米、麦壳、芦苇进行太赫兹时域光谱检测,并与纤维素粉作为参考样品进行比较,分析结果表明上述三种植物样品和参考样品在1.75,1.62,1.1和0.7THz等频率处均有明显特征吸收峰。比... 详细信息

为研究太赫兹波技术在植物中纤维素检测的应用前景。选取玉米、麦壳、芦苇进行太赫兹时域光谱检测,并与纤维素粉作为参考样品进行比较,分析结果表明上述三种植物样品和参考样品在1.75,1.62,1.1和0.7THz等频率处均有明显特征吸收峰。比较几种样品的吸收强度情况,纤维素粉在1.62THz处吸收最强,采用化学分析方法检测玉米、麦壳以及芦苇中纤维素含量,并与太赫兹波检测比较,发现在该频率处植物中纤维素含量越高,则其在太赫兹波中的吸收峰也越高,说明植物纤维素能在该频率段内发生晶格振动,使其官能团出现变形、弯曲或伸缩等变化。利用密度泛函理论对纤维素进行量子化学计算,也获得纤维素在0.7,1.1和1.75THz处特征吸收峰,表明了太赫兹时域光谱能用于植物纤维素检测。最后,用红外光谱技术对玉米和纤维素粉进行检测,探讨纤维素分子微结构的扭转及振动模式,并把它们的特征吸收谱与量子化学计算进行比较,实验结果和理论计算基本一致。这为植物纤维素的检测判断提供了一种新方法。

关键词：纤维素太赫兹波密度泛函理论红外光谱

融合视觉和嗅觉的管道探测机器人的设计与实现

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机器人 2006年第5期28卷 499-503页

作者：张志单越康项荣于洋张健中国计量学院机电工程学院

介绍了一种新型管道探测机器人系统.采用视频分划生成的十字线,对管道内的视频图像信号中的目标信号进行识别和判断;利用气体传感器对管道内残留的有害气体进行识别和判断,并融合两部分的判断结果送入控制系统,用以控制机器人的移动和... 详细信息

介绍了一种新型管道探测机器人系统.采用视频分划生成的十字线,对管道内的视频图像信号中的目标信号进行识别和判断;利用气体传感器对管道内残留的有害气体进行识别和判断,并融合两部分的判断结果送入控制系统,用以控制机器人的移动和对目标执行动作.本系统采用巧妙的机械结构有效实现机器人在直管和弯管进行简易、快速、准确的检测.通过原理样机验证了这套系统的可行性.

关键词：管道探测机器人视频十字线机器人嗅觉