高过载条件下绝热层烧蚀实验方法研究 (Ⅰ)方案论证及数值模拟

分析了高过载对固体火箭发动机流场和绝热层烧蚀的影响规律，提出一种新的研究思路：采用数值模拟方法来预示发动机三维两相流场，建立高过载流场模拟实验装置，开展绝热层烧蚀实验，建立高过载条件下的绝热层烧蚀模型，在此基础上发展高过载发动机绝热层设计和烧蚀预示方法。其中关键技术是高过载流场的模拟，对粒子加入法和弯管分离法两种方案进行了论证，认为弯管分离法原理上是可行的。为了验证这种方案的可行性，开展了弯管通道两相流的数值模拟研究，计算结果表明弯管装置具有使凝相粒子聚集形成高浓度粒子流的功能。     

电沉积自润滑复合镀层工艺研究

本文报道了金-氟化石墨自润滑复合镀层的电沉积工艺和影响复合镀层中氟化石墨含量的主要因素,并成功地研究出“HA-2”共沉积促进剂。 金-氟化石墨复合镀层的自润滑的程度,决定于复合镀层中氟化石墨的含量,可根据需要控制溶液中“HA-2”共沉积促进剂含量和pH值,来调节氟化石墨的含量,满足不同润滑要求。 金-氟化石墨自润滑复合镀层,在高低温使用环境条件下均具有优良的自润滑性能、电性能和可焊性能,并且不产生挥发物和污染物,是接插件、减磨器件比较理想的自润滑镀层。     

飞行器结构失效概率的分析

本文讨论了在服役期间的飞行器上金属铝制结构的失效模型,认为它是环境载荷及并发的疲劳共同作用的结果。其失效过程是初始裂纹萌生、裂纹增长、结构剩余强度的下降,最后导致结构破坏。本文以某飞行器为例,进行了结构失效概率的计算。此方法及公式可作为分析其它飞行器结构失效模式的参考。     

橡胶硫化烟气的净化处理

通过色谱-质谱联用分析,在橡胶硫化烟气中共分离出113个峰,对其中44种物质作了定性分析,31种物质作了定量分析。分析表明,橡胶硫化烟气的主要成分为烷烃、烯烃和芳香烃。这些物质严重污染环境,危害操作人员健康,是橡胶加工工业的主要污染源之一。针对这一情况,选用了以臭氧为氧化源的喷淋氧化法净化橡胶硫化烟气,治理后的排放尾气和排放水,均符合国家规定的排放标准。净化装置对苯乙酮的净化率可达96%,对烷基环硅氧烷类物质的净化率可达90%;净化系统对橡胶硫化烟气的平均净化率可达99.40%,刺激性臭味基本消除,有效地控制了苯并(a)芘的二次污染,为橡胶硫化烟气的治理开创了一条新路,在国内填补了橡胶硫化烟气治理的空白,并首先投入了实际使用。     

混杂复合材料高速拉伸动态力学性能

本文利用摆锤式单杆冲击拉伸装置对几种单一纤维复合材料及其混杂复合材料进行了高速拉伸动态力学性能的研究,探讨了混杂复合材料的应变率效应以及冲击拉伸破坏机理。结果表明,单一纤维复合材料和混杂复合材料在高速拉伸时均出现“高速应变强化”现象,且冲击拉伸破坏机理亦不同于静态拉伸破坏机理。     

在激波管中粒子阻力系数的实验研究

在激波管中用消光法测量了气固两相流动激波松弛区的粒子浓度。基于一维静止激波理论和理想“等效气体”模型,实验确定了粒子阻力系数。拟合实验结果,得到了阻力系数与粒子雷诺数之间的实验关系式:C_D=4300/Re~(1.57)。     

喷管型面对固体火箭发动机性能的影响

用时间相关法数值计算跨音速喷管流动时,其控制方程分别采用守恒型和非守恒型方程.通过对JPL喷管进行计算发现:在相同的精度下,非守恒型方程的收敛速度比守恒型方程的收敛速度快一倍多.采用修正阻尼法(DASHCO法)进行数值计算,其收敛速度均提高六倍以上.最后,采用直接优化法研究了喷管收敛段型面及喉部型面对发动机性能的影响.     

内外函混合加力燃烧室扩压器内液雾湍流两相流场和浓度场数值模拟

 本文用κ-ε湍流模型和液雾轨道模型,对二维内外函混合加力燃烧室扩压器内有蒸发的液雾两相流动和混合进行了数值预报。其中对气相速度场和温度场的计算结果与实验符合令人满意,液雾两相流的计算结果在趋势上也是合理的,表明本文的模拟方法可用于加力燃烧室性能估算及优化设计。     

频率30~50Hz两相脉冲爆震发动机研究

设计了一台内径58mm,长度1275mm的脉冲爆震发动机(PDE)原型机。采用地面充压进气,在工作频率30~50Hz的工况下研究PDE爆震管内的压力波特性。试验发现,该PDE样机在频率50Hz以内都能够稳定的以间歇方式工作,爆震波峰值压力大于1.6MPa;随着PDE工作频率的提高,工作频率为45~50Hz时,比40Hz以下工作频率提前触发了爆震波,且爆震波得到了充分的发展。     

单分散性SiO2小球的制备及表征

以四乙氧基硅烷为原料,以氨水为催化剂,采用Sol-gel反应合成了单分散性SiO_2小球。结果表明,通过控制原料及氨水的浓度,可以对小球的粒径(70～1 000 nm可调)进行控制;采用红外光谱、固体核磁共振、X射线衍射、扫描电镜及透射电镜等分析手段对小球的结构和形貌进行了表征。结果表明小球具有较为致密的实心结构,基本实现了无机化,并且具有较好的热稳定性能。