微气泡减阻机理及其应用的基础研究

成型缺陷以及形成原因

成型缺陷以及形成原因料头附近有暗区 1、表观在料头周围有可辨别的环形—如使用中心式浇口则为中心圆，如使用侧浇口则为同心圆，这是因为环形尺寸小，看上去像黯晕。这主要是加工高粘性（低流动性）材料时会发生这种现象，如PC、PMMA和ABS等。物理原因如果注射速度太高，熔料流动速度过快且粘性高，料头附近表层部分材料容易被错位和渗入。这些错位就会在外层显现出黯晕。在料头附近，流动速度特别高，然后逐步降低，随着注射速度变为常数，流动体前端扩展为一个逐渐加宽的圆形。同时在料头附近为获得低的流体前流速度，必须采用多级注射，例如：慢—较快—快。目的是在整个充模循环种获得均一的熔体前流速度。通常以为黯晕是在保压阶段熔料错位而产生的。实际上，前流效应的作用是在保压阶段将熔料移入了制品内部。与加工参数有关的原因与改良措施见下表： 1、流速太高采用多级注射：慢-较快-快 2、熔料温度太低增加料筒温度，增加螺杆背压 3、模壁温度太低增加模壁温度与设计有关的原因与改良措施见下表： 1、浇口与制品成锐角在浇口和制品间成弧形 2、浇口直径太小增加浇口直径 3、浇口位置错误浇口重新定位注塑成型缺陷之二：锐边料流区有黯区 1、表观成型后制品表面非常好，直到锐边。锐边以后表面出现黯区并且粗糙。物理原因如果注射速度太快，即流速太高，尤其是对高粘性（流动性差）的熔体，表面层容易在斜面和锐边后面发生移位和渗入。这些移位的外层冷料就表现为黯区和粗糙的表面。与加工参数有关的原因与改良措施见下表： 1、流体前端速度太快采用多级注射：快-慢，在流体前端到达锐边之前降低注射速度与设计有关的原因与改良措施见下表： 1、模具内锐角过渡提供光滑过渡注塑成型缺陷之三：表面光泽不均 1、表观虽然模具具有均一的表面材质，制品表面还是表现为灰黯和光泽不均匀。物理原因注射成型生产的制品表面多少是模具表面的翻版。表面粗糙取决于热塑性材料本身，它的粘性、速度设置以及成型参数如注射速度、保压和模温。因而，由于仿制的表面粗糙度的原因，制品表面会出现为灰黯、较黯或光滑。理论上说，当被点蚀或侵蚀过的模具表面已精确仿制，投射到制品表面的光线会发生漫反射。因此，表面会出现黯区。对具有较少精确仿制的表面，漫反射现象就会得到控制进而制品表面出现好的光泽效果与加工参数有关的原因与改良措施见下表： 1、保压太低提高保压压力 2、保压时间太短提高保压时间 3、模壁温度太低提高模壁温度

混凝土表面产生气泡的原因及预防措施

混凝土气泡成因及处理一、产生原因 1、原材料方面（1）、气泡与水泥品种有非常密切的关在水泥生产过程中使用助磨剂（外掺专用助磨剂，厂家非常多，质量差异非常大，通常含有较多表面活性剂）的作用下，通常会产生气泡过多的情况，且水泥中碱含量过高，水泥细度太细，含气量也会增加。（2）、外加剂类型和掺量对气泡的产生有很大影响市场上常见的减水剂都具有一定的引气效果，不同的类型和掺量都会影响气泡的数量和大小，而且减水剂掺量越大影响越明显。例如聚羧酸减水剂，其减水组分本身就具有一定的引气效果，在混凝土中引入的气泡含量和质量是不稳定的，主要是一些大的有害的气泡会影响混凝土性能。只进行混凝土含气量测试不能对引入的气泡的数量和大小进行表证。当含气量满足要求时，引入的也可能是有害气泡，这对混凝土强度及耐久性反而不利。（3）、掺合料也会直接影响气泡的数量当混凝土中水泥的含量可以保证混凝土的强度时，用掺合料代替部分水泥，可以改善混凝土的和易性，活性料还对强度有一些提高，适量的掺合料能改善混凝土的和易性，形成的胶合料能填塞骨料间的空隙，减少气泡的产生。但掺加过量的掺合料会导致混凝土的粘度增加，影响气泡的排出，故混凝土中掺合料较多是导致气泡产生的原因。（4）、混凝土的骨料级配不合理根据粒料级配密实原理，在施工过程中．材料级配不合理，粗骨料偏多、大小不当，碎石中针片状颗粒含量过多，以及生产过程中实际使用砂率比试验室提供的砂率偏小，这样细粒料不足以填充粗粒料空隙，导致粒料不密实，形成自由空隙，为气泡的产生提供了条件。（5）、水灰比不合理水灰比偏大时，会导致水泥浆浆体无法充分填充骨料件的空隙，在水泥用量太少的混凝土拌合物中，由于水化反应耗费用水较少，还会使得薄膜结合水、自由水相对较多，从而让气泡形成的几率增大，这就是用水量较大、水灰比较高的混凝土易产生气泡的原因所在。（6）、混凝土中砂所占比例不理想混凝土中细砂的比例在35%～60%范围时,细砂含量越大,混凝土拌合物的抗分离性越差,振捣过程越易分层造成上部气泡集中。（7）、坍落度过小或过大应采用尽可能低的坍落度,坍落度一般为120～180mm,混凝土拌合物坍落度小于12cm 时,易形成粗骨料离析,同时不易振捣密实;坍落度大于22cm时,不易排气,同时在振捣过程易分层。 2、施工工艺方面（1）、与混凝土生产搅拌及运输的设备形式和时间有关搅拌时间不合理，搅拌时间短会导致搅拌不均匀，使气泡产生的密集程度不同。但搅拌时间过长又会使混凝土中引入更多的气泡。由于运距过长，混凝土运输车对混凝土的搅拌过程中也会引入过多的气泡。（2）施工人员擅自往混凝土里加水

注塑件的气泡缺陷成因及对策分析

注塑件的气泡缺陷成因及对策分析在注塑产品时，经常出现气泡缺陷，气泡可分为气泡和真空泡两种。一般来说，发生在透明制品上的气泡可以直接观察到，而发生在不透明制品上的气泡有时从外表无法看到，只有将其剖开或采用其他手段才能可能发现。气泡的产生一般是由于注射速度过快，塑胶流不能迫使模腔内的空气全部从排气槽排出，空气混入塑料内形成气泡。真空泡是由于产品的壁厚中心处由于冷却较慢，表面冷却迅速和收缩往往会将物料牵引过来，成型时体积收缩不均而引起厚度部分产生了空洞；原料有冷变热时出现的水分及含有的空气，速变成了气泡。 1）成型条件控制不当许多工艺参数对产生气泡及真空泡都有直接的影响。设定注射压力太低，注射速度太快，注射时间和周期太短，加料量过多或过少，保压不足，冷却不均匀或冷却不足，以及料温及模温控制不当，都会引起塑件内产生气泡。特别是高速注射时，模具内的气体来不及排出，导致熔料内残留气体太多，对此，应适当降低注射速度。如果速度降得太多，注射压力小，则难以将熔料内的气体排尽，很容易产生气泡以及凹陷和欠注，因此，调整注射速度和压力时应特别慎重。此外，可通过调节注射和保压时间，改善冷却条件，控制加料量等方法避免产生气泡及真空泡。如果塑件的冷却条件较差，可将塑件脱模后立即放入热水中缓冷，使其内外冷却速度趋于一致。在控制模具温度和熔料温度时，应注意温度不能太高，否则会引起熔料降解分解，产生大量气体或过量收缩，形成气泡或缩孔；若温度太低，又会造成充料压实不足，塑件内部容易产生空隙，形成气泡。一般情况下，应将熔料温度控制得略为低一些，模具温度控制得略为高一些。在这样的工艺条件下，既不容易产生大量的气体，又不容易产生缩孔。在控制料筒温度时，供料段的温度不能太高，否则会产生回流返料引起气泡。 2）模具缺陷如果模具的浇口位置不正确或浇口截面太小，主流道和分流道长而狭窄，流道内有贮气死角或模具排气不良，都会引起气泡或真空。因此，应首先确定模具缺陷是否产生气泡及真空泡的主要原因。然后，针对具体情况，调整模具的结构参数，特别是浇口位置应设置在塑件的厚壁处。选择浇口形式时，由于直接浇口产生真空孔的现象比较突出，应尽量避免选用，这是由于保压结束后，型腔中的压力比浇口前方的压力高，若此时直接浇口处的熔料尚未冻结，就会发生熔料倒流现象，使塑件内部形成孔洞。在浇口形式无法改变的情况下，可通过延长保压时间，加大供料量，减小浇口锥度等方法进行调节。浇口截面不能太小，尤其是同时成型几个形状不同的塑件时，必须注意各浇口的大小要与塑件重量成比例，否则，较大的塑件容易产生气泡。此外，应缩短和加宽细长狭窄的流道，消除流道中的贮气死角，排除模具排气不良的故障。设计模具时，应尽量避免塑件形体上有特厚部分或厚薄悬殊太大。3）原料不符合使用要求如果成型原料中水分或易挥发物含量超标，料粒太细小或大小不均匀，导致供料过程中混入空气太多，原料的收缩率太大，熔料的熔体指数太大或太小，再生料含量太多，都会影响塑件产生气泡及真空泡。对此，应分别采用预干燥原料，筛除细料，更换树脂，减少再生料用量等方法予以解决。

湍流减阻的意义及工程应用

湍流减阻的意义及工程应用摘要：伴随着世界性能源危机的逐渐加剧，节能减排已经成为大势所趋，在能源运输的过程之中，摩擦阻力是主要的耗能来源，所以研究湍流减阻意义十分的重大。为此本文将对于湍流减阻的意义及工程应用展开有关的论述。本文首先论述了推流减租的意义，之后详细的论述了其工程上面的应用。含有肋条、柔顺壁、聚合物添加剂、微气泡、仿生减阻、壁面振动等主要湍流减阻技术最近的研究成果和应用现状，并着重强调了各自的减阻机理。关键词：能源危机湍流减阻减阻机理引言伴随着全球能源消耗的不断提升，科学家门已经将越来越多的警力投入到如何有效的利用与保护能源领域上面。车辆、飞机以及船舶、油气长输管道的数量快速的增加，所以设法减少这些运输工具表面的摩擦阻力，成为人们研究发展节约能源的新技术含有的突破点[1]。 1湍流减阻的意义节约能源消耗是人类一直追求的目标，其主要的途径就是在各种运输工具设计之中，尽可能的减少表面的摩擦阻力。表面摩擦阻力在运输工具总阻力之中占据很大的比例，在这些运输工具表面的发部分区域，流动都是处于湍流的状态，所以研究推流边界层减租意义十分的重大，已经引起广泛的重视，同时已经被NASA列为21实际航空关键技术之一[2]。有关减租问题的研究可以追溯到上世纪的30年代，不过一直到上世纪的60年代中期，研究工作主要围绕减小表面的粗糙程度，隐含的假设光滑表面的阻力最小。到了70年代，阿拉伯石油禁运由此引发的燃油价格上涨激起了持续至今的推流减租研究与应用潮流，经过多年的发展，尤其是湍流理论的发展，使得湍流减阻理论与应用都是取得了突破性的进展[3]。

2湍流减阻的工程应用 2.1肋条减阻 20世纪70年代，NASA研究中心发现具有顺流向微小肋条的表面可以有效的降低臂面的摩擦阻力，从而突破了表面越光滑阻力越小的传统思维模式，肋条减阻成为湍流减阻技术研究热点[6]。最近几年，为了最大限度的实现减租，人们对于肋条进行了很多的实验与应用优化设计[7]。德国的Bechert和Brused等使用一种测量阻力可以精确度达到±0.3%的油管对于各种肋条表面的减阻效果进行了研究。其测试了多种形状的肋条，含有三角形、半圆以及三维肋条，实验的结果显示V形肋条减阻效果最好，可以达到10%以上的减阻幅度[8]。大量的研究工作显示肋条表面减阻的可靠性与可应用性，国外的研究已经进入到了工程实用阶段，空中客车将A320试验机表面积约70%贴上肋条薄膜，到达了节油2%左右。NASA兰利中心对于Learjet 型飞机的飞行试验结果减阻大约在6%左右。国内的李育斌在1:12的运七模型上具有湍流流动的区域顺流向粘贴肋条薄膜之后，试验表面可以减小飞机阻力8%左右[9]。 2.2壁面振动减阻壁面振动减阻是20世纪90年代才出现的一种新的方法，米兰大学的Baron和Quadrio 利用直接的数字模拟技术研究了壁面振动减阻的总能量节约效果，其发现在壁面振动速度振幅在大于： h QX8/ 3时，不会节约能源，而是在比较小的振幅时候能量才有节约[10]。这个里面Qx表示流量，h表示湍流明渠流高度的一半。在振幅为 h QX4/的时候，可以净节约多达10%的能量。因为试验都是在固定无因次周期为T+=100下进行的，所以人们认为如果应用条件适当，还能节省更多的能量[11]。 2.3仿生减阻海洋生物长期生活在水中，经过漫长的岁月，进化出了效率很高的游动结构，表面摩擦阻力也相当的低。所以通过仿生学的研究，设计出减阻效果更好的结构，也变成了研究的热点。Bechert对于一种模拟鸟类羽毛被动流体分离控制的方法进行了风洞的测试，在迅游环境里面，对层流翼部分的活动襟翼的测试结果表明机翼上的最大升力增加了20%而未发现有负面影响。一架电动滑翔机飞行测试纪录的阻力数据也证明了这一点[12]。

预制混凝土构件表面气泡的产生原因及预防措施.doc

预制混凝土构件表面气泡的产生原因及预防措施1?预制混凝土构件气泡产生的原因预制混凝土构件气泡的成因非常复杂，但通常离不开原材料及工艺原因，比如水泥品种、外加剂品种、外加剂掺量、骨料粗细、搅拌时间、脱模剂用法、振捣操作、施工温度等，下面就气泡产生的机理进行详细分析： 1.1原材料对于用水量及水灰比偏高的混凝土产品，其气泡现象比较多发。在水泥生产时要添加一定的助磨剂，而助磨剂往往会诱发过多的气泡，同时水泥的碱度太高、颗粒过细，也会导致含气量的增加，继而使气泡产生的概率增大，这是由于混凝土中夹藏的水泡一经蒸发便会诱发气泡的产生。若混凝土中出现较多的大气泡，一般是由减水剂中的引气成分所致。普通的减水剂尤其是聚羧酸系及磺化木质素系减水剂，其中会夹杂一些表面活性成分，具备较强的引气性，当使用的减水剂较多时，便会引发较多的气泡；此外，当使用松香类引气剂作为外加剂时，生成的气泡也会有所增加。在混凝土构件的配制过程中，若材料配比不当、粗集料过多，或碎石料中含有较多的针片状料粒，会造成细料不足以填补粗料空隙，从而诱发气泡的产生。 1.2工艺

工艺原因是导致表面气泡的主要原因，比如搅拌不匀的情况下，局部外加剂偏多，该部位就会产生较多气泡；但过度搅拌又会造成内部气泡整体增多，同样会造成不利影响。预制混凝土构件大都采用钢模成型，为方便进行脱模，通常向钢模表面刷一些脱模剂，这样一来，在进行捣振操作时，由于水沿混凝土表面及上面游走，即便脱模剂是水性的，依旧会吸附较多的气泡，从而使振捣中产生的气泡不能及时沿表面排出，从而产生表面气泡。在混凝土拌合浇筑时，通常会混入少量空气，这部分空气不能自行溢出只能通过振捣排出，因此振捣操作的好坏是影响气泡数量的重要因素。如果出现超振、欠振、漏振，均会导致表面气泡的增多。超振会造成内部的小气泡逐渐重组为大气泡，而欠振、漏振会导致混凝土分布不均、结构不密实，继而产生局部空洞或无规则的大气泡。混凝土表面气泡的体积对温度的变化比较敏感，若处理不当就会在混凝土表面留下较大的孔洞，特别是昼夜温度浮动较大时，附着在混凝土表面的气泡体积随环境温度的变化而变化，当混凝土浆体的强度较小时，包裹着气泡的浆体会随气泡而流动变形而混凝土浆体的强度达到一定程度，不再受气泡的影响，又恰逢气泡体积较大时，就会在混凝土表面产生较大的孔洞。此外，脱模剂粘度对环境温度也比较敏感，当模具温度偏低时，脱模剂粘度降低，从模具表面向下流淌，使底层表面聚集了的大量脱模剂，阻碍了底层气泡的排出，造成较多的表面气泡。 2?预制混凝土构件表面气泡的预防措施2.1混凝土原材料方面

超空泡减阻技术简介

超空泡减阻技术简介超空泡是一种物理现象，当物体在水中的运动速度超过185千米/小时后，其尾部就会形成奇异的大型水蒸气沟，将物体与水接触的部分包住，物体接触的介质就由水变成了空气，由于空气密度只有水的1/800，因而就能大幅减少物体所受阻力，物体表面会形成大型空气泡，这就是“超空泡化现象”。超空泡技术就是在艇体表面和水之间产生一个气体空腔，因此减小了阻力，增大了艇的航速。超空泡现象很长时间一直是令造船工程师们头痛的事，因为超空泡现象经常会在高速旋转的螺旋桨叶片表面产生而使螺旋桨高速“空转”从而损坏螺旋桨叶片。超空泡技术概述当航行体与水之间发生高速相对运动时，航行体表面附近的水因低压而发生相变，形成覆盖航行体大部分或全部表面的超空泡。形成超空泡之后，航行体将在气体中航行，由于航行体在水中的摩擦阻力约为在空气中摩擦阻力的850倍，因此，超空泡技术的应用可以使水下航行体的摩擦阻力大幅减小，从而使鱼雷等大尺度水下航行体的速度提高到100m/s的量级，使水下射弹等小尺度水下航行体的航速提高到1000m/s的量级。超空泡发展过程当航行体在流体中高速运动时，航行体表面的流体压力就会降低，当航行体的速度增加到某一临界值时，流体的压力将达到汽化压，此时流体就会发生相变，由液相转变为汽相,这就是空化现象。随着航行体速度的不断增加，空化现象沿着航行体表面不断后移、扩大、进而发展成超空化。其发展过程一般可以分为四个状态：游离型空泡、云状空泡、片状空泡和超空泡。超空泡形成方法超空泡分为自然超空泡和通气超空泡两种，形成超空泡一般有三种途径： 1）提高航行体的速度； 2）降低流场压力； 3）在低速情况下，利用人工通气的方法增加空泡内部压力。前两种方法形成的为自然超空泡，最后一种方法所得到的就是所谓的通气超空泡。现有的减阻技术脊装表面减阻，微气泡减阻，复合材料减阻，超空泡减阻技术。而水下超空泡武器是一种新概念武器，基于这种新概念、新原理设计的水下超空泡武器，其运动速度极高，且不受水声对抗器材的干扰，从而大大提高了水下武器的突防能力。前苏联海军很早在七十年代就发展了火箭推进的“风雪”超空泡代号为BA－Ⅲ的“暴风”超高速鱼雷，航速已达到370公里/小时（约200节），其气泡一是利用超高速自行产生，二是把鱼雷发动机的尾气引到前面放出。超空泡潜艇的主要问题一是控制运动方向困难，二是气泡长时间的产生。德国正在研究开发的超空泡鱼雷用变换头部来控制运动方向，但是潜艇不太可能变换头部。然而美国人宣称已经解决控制运动方向和长时间产生气泡这两个问题，估计美国的潜艇是用调节气泡喷头的方法来操纵潜艇

RTM工艺过程缺陷产生机理分析

高国强薛忠民 (北京玻璃钢研究设计院 102101) 摘要: 本文全面分析了R T M工艺过程中缺陷产生的原因,并讨论了如何根据缺陷的特征找出问题的根源。关键词: RT M 缺陷 1 概述 RTM工艺是一种采用对模制造聚合物基复合材料的工艺。将反应性的热固性液态树脂注入含有干纤维预成型体的模腔中,浸润纤维,同时将模腔中的空气排出。树脂充满模腔,开始固化。RT M工艺可用于生产轻质、高强和具有复杂几何形状的聚合物基复合材料制品,具有很大的发展潜力。限制RTM工艺广泛应用的障碍之一是由于树脂注入过程中空气的陷入,导致难以连续一致地生产高强度和高表面质量的复合材料制品。缺胶、微孔和浸润不良使复合材料制品质量、性能下降。有资料表明,当微孔含量增加1%,机械性能如层间剪切强度、弯曲强度和弯曲模量下降将超过5%[1、2]。微孔还使复合材料的耐候性和疲劳性能下降,同时增加了材料对气候和潮湿的敏感性。因此控制微孔含量(孔隙率)是非常重要的。其它问题还包括制品尺寸不精确,芯材在模腔中的移动,富树脂区,以及表面质量不佳等等。影响缺陷产生的因素是多方面的,如原材料的性质、界面、温度、注射压力、真空条件等,有时候多种因素综合作用,使得很难查找产生缺陷的主要原因。 2 RT M工艺过程中缺陷产生原因的调查在问题调查之前,第一步是定义这个问题,在这个过程中要保证问题的真实性。问题通常用产品质量的变化来定义,虽然绝对质量水平没有变化,检查原则的改变可能会导致不同的结果。其它类型的问题也可能存在,如注射机的故障或模具的损坏。例如,如果具有连续流动速率的注射机器在使用,设备没有压力保护,树脂的粘度由于某种原因上升(或增强材料渗透率下降),机器仍以同样的速度注入树脂,可能会导致工艺时间不明显的改变或产品质量的变化。另一方面注入压力会升得很高,影响密封件的寿命,也许还会影响到树脂混合比例(如果密封开始泄露),或者导致纤维冲刷,在极端的情况下,使模具型面发生严重变形,模具被损坏。这时,检查工艺记录,几乎不可能发现问题的根源。但如果使用前检查了粘度(或测试了渗透率),并作了记录,这个问题就很容易判断。缺乏这些记录,诊断将非常困难。 2 1 缺陷产生原因调查的原则首先检查所有的工艺记录,确认原材料性质、工艺条件是否发生了变化。从表象寻找根本原因需要许多证据,我们采取的解决办法是,保持足够的相关记录,包括使用的材料特性,工艺参数和要求的产品质量。这通常被认为是过于繁杂的作法,但非常简单的检查经常会得出有用的结论,例如落球式粘度计并不是高精密度的仪器,费用低,易操作,耗时少;杯式粘度计,使用也很简便,这些手段虽然简易,但非常能说明问题。再如,纤维的渗透率可以用靶环法来表征,所需设备简单,却可以直观的反映树脂在纤维中的渗透情况。假设检查所有可用记录并未发现任何改变,可以考虑是工艺的改变导致产品质量变化。第二步将是严格监控操作工艺过程,使用作业指导书和过程控制文件为向导,提高其稳定性。在此之前,除非这些记录都可得到并且足够详细,否则问题的解决将十分困难。这种监测包括生产阶段的所有过程:增强材料的购进、贮存和准备,铺层,注射,固化,脱模和切除飞边。虽然,作业指导书的确反映了生产过程中的所有步骤,但值得注意的是,树脂注射过程中出现的问题不一定就是问题的根源。最后,如果所有的工艺条件都符合要求,要考虑检查相关的生产设备,尤其是质量敏感部分。例如,在某一生产过程中,产品质量下降到一个不可接受的水平,在线研究表明,材料没问题,过程也同样正确。通过工艺研究,发现在较宽的范围内改变注射工艺参数,可以提高产品质量,但仍不能达到所要求的质量水平。问题最终追溯到模具的闭合,模腔内真空度的变化导致了质量问题。这个问题很容易改正,通过模具维护,更换真空检查设备和新的程序, FRP/CM 2001 No.2

脊状表面减阻特性的风洞试验研究

第23卷　第5期2008年10月实　验　力　学 J OU RNAL OF EXPERIM EN TAL M ECHANICS Vol.23　No.5 Oct.2008 文章编号:100124888(2008)0520469206 脊状表面减阻特性的风洞试验研究刘占一,宋保维3,胡海豹,黄桥高,黄明明 (西北工业大学航海学院,西安710072) 摘要:利用热线风速仪,对光滑表面和多个脊状表面在低速风洞中进行了表面流场测试。基于测得的边界层速度分布数据,利用对数律区速度分布公式,编程分别计算出光滑表面和脊状表面的壁面摩擦速度和虚拟原点。研究发现,脊状表面最大减阻量达13.5%;有减阻效果的脊状表面使边界层速度曲线上移、湍流强度下降;与光滑表面相比,脊状表面的位移厚度和动量损失厚度明显减小,也表明脊状表面具有减阻效果;位移厚度和动量损失厚度减少量随槽间距s+的增加呈现先变大后变小的趋势,在s+=12时达到最大。关键词:脊状表面;热线风速仪;摩擦速度;减阻量中图分类号:O357 文献标识码:A 0　引言目前的各种湍流减阻方法中,脊状表面减阻技术以其减阻效果显著和易于推广使用的特点,被公认最具使用潜力。该技术起源于仿生学对鲨鱼等鱼类表皮的研究,通过在航行体外表面加工具有一定形状尺寸的脊状结构,来达到很好的减阻效果。该项技术在国外已投入了实际应用,如空中客车将A320试验机表面的约70%贴上脊状表面薄膜,获得了节油1%～2%的效果;NASA兰利中心在Learjet型飞机上开展的类似飞行试验显示,脊状表面的减阻量约为6%左右。脊状表面减阻的物理机制在于:脊状表面与顺流向的“反向旋转涡对”作用,产生“二次涡”。“二次涡”的产生和发展削弱了“反向旋转涡对”的强度,进而抑制了湍流猝发的形成。脊状表面流场理论研究发现,脊状表面的粘性底层厚度比平板的要厚得多,表明在脊状表面近壁区存在着低速流层,使得边界层外层高速流不直接与壁面接触,而从低速流层上流过,降低了壁面法线方向的速度梯度,从而产生了减阻效果[1,2]。近些年,为了从微观流动结构方面研究脊状结构的减阻原理,PIV、LDV和热线风速仪等设备越来越多的被应用在减阻研究中。与以前使用测力天平等设备直接测量阻力不同,这些设备测得的是脊状结构表面流场的特性参数,需要计算出壁面摩擦速度,才能间接给出定量的减阻效果。Ant hony Ken2 dall等在文献[3]中提出用Musker和Spalding公式求摩擦速度;D.Hoo shmand等在文献[6]中提到用Clauser方法求摩擦速度。这些方法都要求准确测得包括粘性底层在内的边界层内层速度分布,但是对数律公式仅需要边界层对数律区的速度分布即可。由于准确测量粘性底层比较困难,因此笔者考虑利用对数律区速度分布公式,通过拟合求摩擦速度。本文利用热线风速仪测量了五种不同尺寸的脊状结构表面流场,不仅从速度分布、湍流度分布方面3收稿日期:2008203218;修订日期:2008210206 基金项目:国家自然科学基金面上项目(10672136);国家自然科学基金重点项目(50835009)资助通讯作者:宋保维(1963-),男,教授,目前主要研究方向:水下航行器设计、制造,流体力学,系统工程理论及其应用,计算机辅助设计与制造,机电一体化与机器人技术等。E2mail:songbaowei@https://www.360docs.net/doc/236778017.html,

船用气泡减阻技术发展

船用气泡减阻技术发展早在十九世纪30年代俄国和瑞典科学家就提出设想：在运动船舶的船体外表面和水之间，引入空气和排气形成气幕，可以大幅减少运动船舶总阻力。然而，这一设计思想在工程技术实践中却并不容易实现。因此，目前真正用于实船的仅为俄罗斯等极少数国家。气泡船（air cavity craft）也有称作空气润滑船（air-lubricated-hull craft）或气浮船（air ride express）的，它是高性能船型中的一种。其工作原理是把空气引入船底，在船底表面形成气水混合的两相流，从降低液体粘性系数的角度来减小艇体的摩擦阻力，达到高速航运的目的。 1949年底，瑞典哥德堡船模试验池的

Edstrand提出了气膜减阻原理，但由于空气会自由地飘离船体表面，无法形成气膜，试验没有取得成功。60年代后，各国对怎样锁定气膜进行了深入研究，基本上形成了两种思路。第一种思路是在平底船上开设一个凹进船底的平面，四周用板材围起来，在船底凹面内通以压缩空气，使大部分气体封存在船底，当然难免还有一小部分气体随船体的移动从船底边缘逃逸出去。这类技术主要应用在低速运输船上，如驳船、货船和大型油船。在我国黑龙江水运科学研究所研究的垫气驳就属于这一类，并于1982年在黑龙江航运的驳船上应用成功。在正常运营航速（Vs=9km/h）下，阻力可比原船型减小30%，而消耗在压缩空气上的功率只占总功率的3%，节能效果十分显著。第二种思路是将船底下的一层薄薄的气膜扩展成一个增压气室，最终将演变成侧壁式气垫船，成为另一类高性能船型。80年代以来，前苏联、法国、美国、澳大利亚、荷兰等

压铸件气泡产生的原因和解决办法

压铸件气泡产生的原因和解决办法压铸件气泡产生的原因和解决办法锌合金压铸件表面经常出现大小不等的气泡，请问原因是什么，该如何解决？解决压铸件气孔的办法: 先分析出是什么原因导致的气孔，再来取相应的措施。 (1)干燥、干净的合金料。 (2)控制熔炼温度，避免过热，进行除气处理。 (3)合理选择压铸工艺参数，特别是压射速度。调整高速切换起点。 (4)顺序填充有利于型腔气体排出，直浇道和横浇道有足够的长度（>50mm），以利于合金液平稳流动和气体有机会排出。可改变浇口厚度、浇口方向、在形成气孔的位置设置溢流槽、排气槽。溢流品截面积总和不能小于内浇口截面积总和的60%，否则排渣效果差。 (5)选择性能好的涂料及控制喷涂量。 -------------------压铸件气孔分析------------------- 压铸件缺陷中，出现最多的是气孔: 气孔特征:有光滑的表面，表现形式可以在铸件表面、或皮下针孔、也可能在铸件内部。(铸件壁内气孔) 一般呈圆形或椭圆形，具有光滑的表面，一般是发亮的氧化皮，有时呈油黄色。(表面气孔) 气泡可通过喷砂发现，内部气孔气泡可通过X 光透视或机械加工发现气孔气泡在X 光底片上呈黑色. 气体来源 (1)合金液析出气体—a 与原材料有关 b与熔炼工艺有关 (2)压铸过程中卷入气体? —a 与压铸工艺参数有关 b与模具结构有关 (3)脱模剂分解产生气体? —a 与涂料本身特性有关 b与喷涂工艺有关 >原材料及熔炼过程产生气体分析铝液中的气体主要是氢，约占了气体总量的85%。熔炼温度越高，氢在铝液中溶解度越高，但在固态铝中溶解度非常低，因此在凝固过程中，氢析出形成气孔。氢的来源： (1)大气中水蒸气，金属液从潮湿空气中吸氢。 (2)原材料本身含氢量，合金锭表面潮湿，回炉料脏，油污。

船舶节能技术的最新发展

目录目录 (1) abstract (3) 第一章绪论 (4) 1.1 研究目的与意义 (4) 1.1.1 研究目的 (4) 1.1.2 研究意义 (5) 1.2 船舶技术节能潜力与特点 (5) 1.2.1 船舶节能潜力 (5) 1.2.2当前船舶节能技术的特点 (5) 二、船舶节能技术取得的进步 (5) 2.1 节能推进器 (5) 2.1.1低速柴油机 (5) 2.1.2 中速柴油机 (6) 2.1.3正反转螺旋桨 (6) 2.2节能附件 (6) 三、节能型船型的设计 (6) 3.1 小水线面双体船型 (6) 3.2 双艉鳍船型 (7) 3.3 球艉和球鼻艏船型 (7) 3.4 非对称尾船型 (7) 四、节能措施 (7) 4.1 减少船舶阻力 (7) 4.1.1减阻球鼻 (7) 4.1.2 球艉船型 (7) 4.1.3微气泡减阻 (8) 4.1.4采用船尾附体(如加鳍、导流管等) (8) 4.1.5 减少船体的粗糙度 (8) 4.2 提高推进效率 (9) 4.2.1 舵球 (9) 4.2.2 扭曲节能舵 (9) 4.2.3 桨前导流鳍 (9) 4.2.4 桨后自旋助推叶轮 (9) 4.2.5 新型的高效推进器 (9) 4.3 采用混合动力装置 (10) 4.3.1 混合动力装置组成 (10) 4.3.2 混合动力装置余热回收 (10) 4.3.3 热能回收系统的工作模式 (10) 4.3.4 混合动力装置的主要优点 (10) 4.4 绿色船舶 (11) 4.5 提高船舶操作运行技术 (12) 五、结论和展望 (14)

六、致谢 (14) 参考文献 (15)

泡沫形成和破泡原理

1.简介在水性涂料系统中，疏水物质如乳液分子，颜料和填充料的导入和稳定于水性体系是通过表面活性物质来实现的。而乳化剂则保障乳液树脂分子在水相中的稳定性，颜填料可通过在润湿剂和分散剂的作用下混合于水相介质中。在水性体系中所有的表面活性物质都会起泡与稳泡。表面活性分子稳泡的作用则是体系起泡的主要因素。其他一些起泡因素如配方组分，生产及施工方法和基材的种类等都促成泡沫的形成，增加或降低消泡剂的效率。不含表面活性剂纯净的液体（如水）中，气泡升至表面然后爆裂。空气与液体之间的界面张力太高导致气泡不能稳定存在。然而，如体系中含有表面活性物质，气泡就如同表面活性剂的疏水端可稳定存在（图1）。这些表面活性剂分子有亲水疏水端基的特性，在气泡周围能形成一层，其中疏水一端朝向气泡，亲水一端朝向水。因此降低的气泡和液体之间的的界面张力稳定了气泡的存在。当气泡升至液体表面时，因空气和液体界面间也存在着表面活性分子，因而就形成了包括气泡上的表面活性剂层和液体表面活性剂的稳定双层。这此稳定双层分别由空气-液体界面上的表面活性剂单层与液体-空气界面上的表面活性剂单层组成。 in pure water:in surfactant containing systems: 在纯净的水中在含有表面活性剂的系统中图1：含表面活性剂水中的稳定性气泡根据泡沫形成机理，气泡单体会形成一紧密的的球形圈。根据气泡之间排水作用的渗水过程，气泡界面间的水会移位（图2）而集中在气泡间的空隙间。由于这一排水作用，气泡间的窄狭间距促使了八面体泡沫球体形成（图3）。这就是所称的由紧密六边形泡沫组成的泡沫聚合体。球形泡沫疏水效应图2：疏水效应导致的气泡变形变。

OCA光学胶产生气泡原因分析与改善方法

O C A光学胶产生气泡原因分析与改善方法 Revised final draft November 26, 2020

O C A光学胶产生气泡原因分析与改善方法时间：2015-04-1513:48:45来源：本站浏览次数：1054 在使用真空贴合机贴合完后，贴合面容易留下气泡，大部分可以通过脱泡脱除，但百分几的几率会留小单点的小气泡，这种小气泡有两种类型：1，脱泡不良2，汽包反弹脱泡不良：一次脱泡后留下的小气泡很难再次脱掉，因为气泡缩小了而相对面积下的OCA光学胶变大了，形成围墙效应，也就是说压力无法有效传递到小面积的气泡上，导致无法脱泡完成，可以使用单点压力脱泡的来解决这个问题。汽泡反弹: 汽泡反弹指的是脱泡完成后立即或某一段时间之后又再次复发的气泡，产生的原因归纳为两种特性： 1，挺性型再发气泡 2.内应力型再发气泡挺性型再发气泡： G+G贴合施压后随之对TP油墨段差产生压力，TP材质挺性不会消失，所以在油墨边缘就会产生挺性型再发气泡，单点压力脱泡可以消除，但TP挺性却永远存在，这就有再次再发的可能性。这里我们使用”脱泡缓慢泄压”的方式有效减少TP挺性应力与OCA光学胶应力回复的不平衡现象。另外，通过调整脱泡机参数，通常减少脱泡压力和降低脱泡温度对减少汽包反弹有益。脱泡缓慢泄压:脱泡缓慢泄压一般我们脱泡机的动作是压力或温度同时或分时产生，然后再依时间设定开始脱泡程序，直到脱泡时间完成同时降温减压，依照设定压力及脱泡机排气设计不同泄压的时间由 30sec~60Sec不等！这样的泄压程序有一个很大的盲点就是TP并不会因为压力及温度造成多大的改变，而OCA光学胶对于温度压力却很敏感，所以当压力快速释放的当下，TP的挺性很快会回复，但暂时被胶的粘性牵制住了！然而OCA光学胶的挺性恢复就很慢了。这样当脱泡Module一离开脱泡机，OCA光学胶还残留一定的核心温度，内应力较小就很容易会被TP挺性应力拉开产生小气泡，这里多数是原来就有气泡的地方，而内部确实也有少量的空气质量，这种称谓稀出现象。缓慢泄压;改变泄压程序先保持温度不变，再以每秒钟较少0.03Kg/M2的的泄压速度直至无压力为止.应力型再发气泡:这种类型的DelayBubble是最麻烦的类型，这类型的再发气泡是由OCA胶及OCA胶与TP/LCM夹层的Particle（杂质）引起的，但不是所有的Particle都会产生这种类型再发气泡，也与Particle的尺寸大小无关，无法根据单纯的量测筛选作防治，主要的关键点在于Particle的立体形状，一般立体的Particle容易产生气泡。气泡故障观察重点和经验总结：1.确认故障气泡是没有脱干净还是反弹气泡(Delaybubble),没有脱干净气泡通过延长脱泡时间，增加脱泡压力，提高脱泡温度进行试验，优先顺序为时间，压力，温度。2.确定故障气泡是在TP和OCA胶之间，还是OCA胶和LCM之间，通过放大镜调焦清晰度判断是在哪一层，在LCM和OCA之间时，调焦清晰度与LCM的RGB点阵清晰度相同。TP和OCA

混凝土产生气泡的原因及处理

混凝土产生气泡的原因及处理文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

混凝土气泡成因及处理混凝土作为一种常用的建筑材料，大量应用于工程当中。由于混凝土属于一种多相材料，由固相、液相、气相组成，所以混凝土气泡的存在是必然的，不可避免的。混凝土表面气泡的存在会影响工程的观感质量，更重要的是它反映了该工程质量可能存在潜在风险。可以通过技术手段减少有害气泡的数量，增加有益气泡的数量，对混凝土性能进行改善。因此，工程技术人员应给予足够的重视。根据成因不同，一般认为在新拌混凝土中引入的空气在混凝土硬化后所占据的空间形态称为气泡，而未水化消耗的拌合用水在混凝土硬化体中所形成的结构称为孔隙。按照混凝土孔结构来划分，气泡属于孔隙的一种。一、产生气泡的原因 1 混凝土浆集比偏小，水泥浆体体积不足以填充骨料的空隙。 2 混凝土砂率偏小，细集料体积不足以填充粗骨料的空隙，混凝土和易性差。 3 粗骨料级配不合理，粗颗粒过多，或粒型不好，针片状颗粒含量过多。 4 与某些外加剂以及水泥和掺合料自身的化学成分及性能有关。 5 与混凝土生产搅拌及运输的设备形式和时间有关。 6 与混凝土施工工艺的选择有关。二、机理分析 (1) 材料方面。气泡的形成主要是一种物理因素。混凝土是由多种材料结合而成，石子起到骨架的作用，砂来填充石子的空隙，水泥浆填充砂的空隙。混凝土中浆体在填充骨料的空隙后要有一定的富余，以使混凝土保持良好的工作性。但配合比设计和生产过程中可能存在浆集比偏小的现象，造成集料不密实，形成自由空隙，因而产生有害气泡。

根据骨料紧密堆积原理，在施工过程中，由于骨料级配不良，针片状颗粒含量较多，或河砂细度模数波动较大，都有可能导致实际使用的砂率小于理论配合比，细颗粒含量不足以填充粗颗粒间的空隙，集料本身未达到最紧密堆积，为气泡的产生提供了空隙。混凝土用水量对气泡有一定的影响，但对混凝土孔结构影响较大。混凝土拌合用水除提供水泥水化所需用水以外，多余的水可以充当润滑剂的作用，使混凝土具有良好的工作性。在混凝土硬化后，多余的水蒸发会在混凝土中形成大量的连通孔隙。另外由于泌水，会在骨料或钢筋下方形成水隙，当水分蒸发后形成空洞，这与气泡的成因不同。减水剂对气泡的影响也不可忽视。市场上常见的减水剂都具有一定的引气效果，不同的类型和掺量都会影响气泡的数量和大小，而且减水剂掺量越大影响越明显。例如聚羧酸减水剂，其减水组分本身就具有一定的引气效果，在混凝土中引入的气泡含量和质量是不稳定的，主要是一些大的有害的气泡会影响混凝土性能。只进行混凝土含气量测试不能对引入的气泡的数量和大小进行表证。当含气量满足要求时，引入的也可能是有害气泡，这对混凝土强度及耐久性反而不利。一般应采用“先消后引”技术对聚羧酸盐减水剂进行处理，通过掺加消泡剂降低其含气量，从而消除有害气泡的影响。另外根据混凝土耐久性也需要掺加一定的引气剂，引入大量微小的有益的气泡，复配成引气型聚羧酸减水剂。由于掺加减水剂后混凝土用水量减小，虽然混凝土坍落度满足要求，但混凝土粘度明显增大，使混凝土中引入的空气不易排出。 (2)工艺影响搅拌时间不合理。搅拌时间短会导致搅拌不均匀，使气泡产生的密集程度不同。但搅拌时间过长又会使混凝土中引入更多的气泡。由于运距过长，混凝土运输车对混凝土

船舶吃水差优化的研究

第19卷第4期中国水运 Vol.19 No.4 2019年 4月 China Water Transport April 2019 收稿日期：2018-11-03 作者简介：戚可成（1972-），男，上海海华轮船有限公司高级轮机长。船舶吃水差优化的研究戚可成1 ，方剑益1 ，曾向明2 ，王琦2 （1.上海海华轮船有限公司，上海 200080，2.上海海事大学，上海 200080）摘要：随着全球经济的快速发展，航运业也更加繁荣，与此同时，也带来了环境污染和能源逐渐枯竭的局面，为此，要提高船舶营运能效、节能减排。本文以”育明”轮为研究对象，通过仿真与试验结合，找出最佳吃水差。利用FLUENT 计算出计算船舶在不同吃水差下的阻力，通过船舶能效监控系统实时测出主机每海里油耗，并比较不同吃水差下船舶阻力的变化趋势和油耗的变化趋势，从中找出最佳吃水差，以供“育明”轮应用于实际航行，同时，也为其他营运船舶提供一个节能减排的新方法。关键词：吃水差优化；船舶阻力；油耗中图分类号：U674 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2019）04-0010-04 一、引言根据国际海事组织（IMO）的统计，全球90%以上的贸易量都是由船舶运输来完成的，但是船舶在运输过程中也给环境带来了污染，如氮氧化物、硫氧化物、温室气体等，已经引起了国际社会的关注。其中，海上运输每年排放的温室气体超过1,000万t，占全球CO 2总排放量的2.7%左右[1]。在此背景下，提高船舶能效、节能减排已势在必行。目前，航运界提出了多种节能减排的方法，如降速航行、航线优化、气泡减阻等。但是，这些方法都要增加船舶的投资资本或者是降低营运效率，并且这些方法对不同的船舶有不同的适应性，因此不能进行普遍推广。而调整船舶首尾吃水、改变吃水差，从而改变船舶在水中的航行姿态，降低船舶航行的阻力是一种相对简单而且具有普适性的船舶节能方法。从国内外研究文献来看，1991年，王兴权等人[2]对“松林”号货轮做了纵倾的试验，并证实了通过调整船舶的纵倾状态可以节能；王伟等人[3]通过使用CFD 对KCS 船做了不同纵倾下的阻力预报，并从中得到船舶的最佳纵倾角和其节能效果；张剑在论文[4]中以46,000t 的油轮为研究对象，利用FLUENT 不同浮态下的船舶阻力进行计算，得出船舶处在艉倾3~4m 状态时的阻力最小，与平浮状态下相比可使航行阻力减少了2%；Subramani 和Paterson 等[5]对FF1052 和S60采用CFD 来计算船舶的阻力，然后将计算结果和实验结果对比，发现它们变化的趋势几乎一致，并且计算出的阻力最大值和实验中的最大值也很接近。本文以“育明”轮为研究对象，使用通用流体计算软件FLUENT 计算船舶在不同吃水差下的阻力，并结合项目组研发的能效监控系统实测的主机油耗相对比，从中找出船舶在不同营运环境下的最佳吃水差，并提出吃水差优化的研究方法。二、船舶吃水差由于船舶装载的压载水、货物以及燃料使船舶的重心偏离船舶在正浮时的浮心位置，产生纵倾力矩，从而使船舶艏吃水与艉吃水不同[6]。船舶的吃水差是指船舶的艏吃水d f 与艉吃水d a 的差，用t 表示，即： f a t =d d - （1）当艏吃水大于艉吃水时，船舶的浮态为艏倾（Trim by bow）；当艏吃水小于艉吃水时，船舶的浮态为艉倾（Trim by stern）；当艏吃水等于艉吃水时，船舶的浮态为平浮（Even keel）。船舶不同的吃水和不同的吃水差都会对船舶的航行性能产生重要的影响。如果船舶的艏倾过大，其首部甲板易上浪，舵叶和螺旋桨入水深度相对减小，如果遇到风浪，舵叶和螺旋桨易露出水面，形成飞车，导致船舶的航行稳定性变差，推进效率也降低。如果船舶的艉倾过大，不仅使首部底板容易受波浪拍打，船舶的操纵性会变差，驾驶台瞭望的盲区增加，还会使航速降低。因此，船舶要保证在合适的吃水差下航行，如果调整的吃水差使船舶的阻力最小，主机每海里消耗的燃油量最小，能效营运水平最高，此时的吃水差被称为船舶最佳吃水差。在通常情况下，计算船舶的首尾吃水时可以用下式近似求取： 0.5f m d =d +t （2） 0.5a m d =d t - （3）除了可以用吃水差t 表示船舶的纵倾状态，还可以用纵倾角φ来表示船舶的纵倾状态，其中纵倾角φ要满足： tan t φ= L （4）三、建模与计算 1．建立船舶模型

橡胶制品产生的气泡原因分析

一、模压制品产生气泡的原因分析：主要原因有： 1、材料的问题，橡胶材料来混炼、储存、使用过程中有湿气，湿气未排除，导致产生气泡，或天气变化原因受潮。大多数原因可能是原材料有问题，我们以前也出现过类似情况，换另外一个批次材料就好了; 2、模具排气孔设置不当或者堵塞也会产生气泡，排气的时候没有排好。原材料在炼胶中，空气被裹附在材料内部，导致在加工的过程中，材料和空气一起进入模具，假如模具没加排气槽或加工中没有设置排气工艺的话，空气很容易被困在模具里面，使得产品产生气泡或气孔。 3、生产橡胶制品，硫化后有气泡，可能是橡胶配方中的问题，可以找技术人家给调整一下配方。二、橡胶制品硫化时有气泡原因 1、橡胶混炼不均匀，操作工不规范。 2、橡胶胶片停放不规范，环境不卫生。管理不规范。 3、材料有水份(混炼时加点氧化钙) 4、硫化不充分，不熟看起来有气泡。 5、硫化压力不足。 6、硫化剂杂质较多，小分子的杂质提前变成分解，气泡残留制品中 7、模具本身排气设计不合理，胶料冲线时气不能及时排出! 8. 制品太厚，胶料过少，橡胶传热慢，外表硫化后，橡胶流动性下降，造成缺料，所以就可能产生气泡。 9.硫化过程中排气没排好。 10、配方问题，硫化体系要改善。解决办法：在硫化压力和时间上加以改善 1、延长硫化时间或提高硫化速度。

2、硫化前薄通几次。 3、硫化时排气次数多一点。三、橡胶产品表面有气泡的原因分析 1.有水份(混炼时加点氧化钙); 2.未充分硫化，不熟看起来有气泡; 3.硫化剂杂质较多，小分子的杂质提前变成分解，气泡残留制品中; 4.模具本身排气设计不合理，胶料冲线时气不能及时排出; 5.分散不良; 6.胶料塑炼时间长，产品硫化时也有气泡。四、硅胶成型产生气泡是什么原因呢? 1、排气不足，硅胶原料放置于成型模具后，在合模的瞬间会带入许多空气，而空气是不可能与硅胶原料融为一体的，如果没有将这些空气排放出来，就会造成硅胶按键成型后表面产生气泡。