抗结冰涂料在轨道车辆上的应用研究

高速动车组在北方冬季运行时，车下重要组成部分转向架容易在风雪天气下发生覆冰，对制动效果和信号传输均带来不利影响，威胁车辆运行的安全和平稳性。抗结冰涂料可以通过降低材料表面能实现抗结冰功能，本文通过设计性能实验综合分析比较了当前市面存在的几种不同品牌的抗结冰涂料的疏水性、着冰力等性能，之后结合工艺配套性等因素选用其中性能优异的某种涂料做实车性能测试。综合测试结果表明抗结冰涂料的使用可有效降低冰对涂层的附着力，更有利于冰层的融化和脱落。最后，综合实验结果探讨了这类涂料在轨道车辆上的应用前景。     

风电叶片用水性抗结冰涂料的制备及性能影响因素探讨

制备了一种风电叶片用水性抗结冰涂料,考察了成膜物种类及配比、疏水助剂、特种填料对水性抗结冰涂料性能的影响。结果表明:采用氟碳乳液WU1/WU2为主体,以3︰7比例作为成膜物,添加3%(质量分数,后同)聚二甲基硅氧烷类疏水助剂,并添加0.6%氟化石墨烯,制备的抗结冰涂料的抗结冰性能最好。     

抗结冰高耐磨涂层研究进展

介绍了涂层结冰和磨损的机理,综述了冰级运输船舶用抗结冰高耐磨涂层的研究进展,着重介绍了通过改变表面张力得到抗结冰性能涂层的国内外研究现状,对涂层的生产工艺、抗结冰性、耐磨性、成本等都做了介绍,指出了目前涂层使用存在的问题,展望了未来的发展方向。     

动态结冰孔隙结构三维建模方法

动态结冰内部呈现多孔结构特点，这一微观孔隙结构是影响其宏观物性的关键因素，然而传统方法难以对三维孔隙结构进行定量表征。为了客观刻画结冰微观结构特征，提出了基于结冰二维图像定量信息的三维微观结构建模方法。首先，研究并确定了真实结冰尺寸与建模区域之间的比例关系，分析比例尺对分辨率和建模的影响；其次，结合二维孔隙率和孔径分布函数，提出了三维孔隙数量及其孔径的推导方法，并给定了孔隙位置随机生成方法；基于此，最终建立了以0-1矩阵形式表征结冰三维微观孔隙结构的方法。实验表明，所生成三维结冰模型的二维孔隙定量信息与实验结果吻合度较高，建模方法准确可行，为动态结冰三维刻画、微观特征参数提取和相关微观仿真模拟提供了新途径。     

乙醇溶液液滴降压闪蒸特性

基于液滴低压闪蒸理论,设计了一套悬垂液滴的真空闪蒸可视化实验装置,研究了质量分数为0、5%、10%、20%的乙醇溶液液滴的降压闪蒸特性,记录了液滴的成核结晶过程。液滴在降压条件下会经历液态蒸发、伴随气泡生长的蒸发、稳态蒸发结冰、伴随气泡生长的结冰、外部结冰内部气泡逸出最终爆裂5种形态。研究表明乙醇溶液的浓度越高,液滴的凝固点越低,液滴结晶所需时间越长;同时还发现一定浓度的乙醇溶液可以提高液滴结晶时的闪蒸室压力,降低了对系统真空度的要求。     

乙醇溶液液滴降压闪蒸特性

基于液滴低压闪蒸理论,设计了一套悬垂液滴的真空闪蒸可视化实验装置,研究了质量分数为0、5%、10%、20%的乙醇溶液液滴的降压闪蒸特性,记录了液滴的成核结晶过程。液滴在降压条件下会经历液态蒸发、伴随气泡生长的蒸发、稳态蒸发结冰、伴随气泡生长的结冰、外部结冰内部气泡逸出最终爆裂5种形态。研究表明乙醇溶液的浓度越高,液滴的凝固点越低,液滴结晶所需时间越长;同时还发现一定浓度的乙醇溶液可以提高液滴结晶时的闪蒸室压力,降低了对系统真空度的要求。     

锌基电池碱性电解液低温研究

锌基电池大多采用碱性水溶液电解液，在低温下常常容易结冰凝固，电导率降低，导致电池性能大大降低。本文主要研究了不同浓度的氢氧化钾溶液在低温条件下的冷凝情况。研究发现，低温(-18℃)下，1 mol/L KOH溶液全部结冰变为固态，而6 mol/L KOH溶液均未结冰保持溶液状态。另外比较研究室温(25℃)和低温(0℃)条件下6 mol/L KOH溶液的电导率，发现低温(0℃)条件下6 mol/L KOH溶液的电导率相比室温下的电导率普遍低得多，大概降低将近一半左右。     

企业讯息

中远关西抗结冰氟碳涂料实现现场挂机 中远关西涂料化工有限公司抗结冰叶片涂料日前在金风科技河北围场县风场132机组进行了现场挂机试涂。针对我国环境复杂、气候恶劣这一实际情况,中远关西量身打造了涂料方案,将氟碳涂料用于风机叶片,产品具有高附着力、高耐候性、高弹性和耐磨性。在此基础上,公司尝试通过纳米防冰雪添加剂对叶片涂料进行表面改性处理,降低了冰雪与基体的黏结力,同时利用先进的微观技术,控制了水分子结构中H-O键角度,改变了涂料表面状态,使风机叶片产生了明显的抗结冰特性。     

风电机组叶片防结冰涂料防结冰性能评价方法研究

防结冰涂料是国内外普遍采用的防止或减轻叶片结冰的有效方法之一,该技术目前还不够成熟,对涂料的防结冰性能评判暂无统一标准,缺失对防结冰涂料系统、全面的测试与评价方法。本项目通过收集与分析国内结冰地区气候条件、结冰机理等资料,征询涂料企业和风电企业建议,开发了一种模拟自然环境下风电叶片涂料结冰的环境模拟设备,并通过水接触角测试、结冰环境模拟测试、结冰附着力测试3种手段综合评价叶片涂料防结冰性能。     

基于层状结冰的冷冻浓缩抗病毒口服液的研究

应用基于层状结冰的冷冻浓缩工艺,对中药抗病毒口服液的稀液进行了浓缩实验,并用高效液相色谱对实验结果进行分析.结果表明,当抗病毒口服液稀液连翘甙浓度由3.8 μg·mL-1浓缩至11.5 μg·mL-1、冷冻温度高于-8℃、结冰速率低于2.3 kg·h-1·m-2时,连翘甙的损失小于1.7%,采用层状结冰的冷冻方法浓缩抗病毒口服液是可行的.     

输电线路防覆冰涂料

用改性的石硅溶胶-苯丙乳液却基料，吸光性能良好的FeMnCuOx为颜料，制备疏水防冰涂料。对所制备的涂料进行了性能检测和应用实验，结果表叫：该涂料具有一定防粒冰性能，在-20—0℃和较高相对湿度的实验室条件下具有减缓铝线表面结冰的作用，同时该涂料还具有较好的结合力和耐候性。     

公路路面抗凝冰硅橡胶基复合材料的制备及性能研究

采用氯化钠-硅藻土制备抗凝冰剂,添加在硅橡胶中制成抗凝冰硅橡胶基复合材料,采用电子显微镜对氯化钠-硅藻土制备抗凝冰剂、抗凝冰硅橡胶基复合材料进行表征,并研究了抗凝冰硅橡胶基复合材料的抗凝冰、耐久性,测定了路用相关技术指标参数,结果表明:氯化钠-硅藻土复合抗凝冰剂的中硅元素的含量最高;当抗凝冰剂的质量分数为30%时,硅橡胶基复合材料的结冰温度最低为-5.2℃,抗结冰效果耐久性较好,添加30%抗凝冰剂的硅橡胶基复合材料表面结构逐渐粗糙化,抗凝冰剂硅橡胶基复合材料的表观密度、含水量、粒度范围、外观、亲水系数、塑性指数等满足高速和一级公路路用技术指标。     

煤油贮箱冷氦鼓泡增压过程数值研究

火箭飞行过程中，约90 K的低温氦气用以加压室温下的煤油贮箱使煤油流出，保障发动机燃料供应。为尽可能减少氦气用量，设计低温氦气从液相中喷入，使得氦气在贮箱内上升过程先和液态煤油充分换热升温，再进入气相空间增压。但该过程可能引起两个不利的结果，首先浸没在煤油中的低温氦气管路表面可能结冰，结冰沉底或可能堵塞发动机滤网；其次氦气可能被煤油携带，从而排出口位置可能出现气液两相流。这两种情况都对火箭发动机稳定运行造成负面影响，因此是不允许的。对低温氦气在贮箱中心喷入和环向多孔喷入两种结构的气液两相流过程进行了数值研究，构建了基于Euler-Euler模型的两相传热非稳态模型，数值结果与地面实验观察到的现象进行了定性对比，定性验证了模型的准确性。重点考察了煤油排出过程两种喷入结构的气液两相流分布以及煤油结冰可能性。研究结果从机理上解释了实验现象，并为煤油贮箱增压排出方案设计提供了参考。     

防晒产品抗水性效能的体外测定方法

采用3MTranspore^MT多孔薄膜作为载体，高效液相色谱仪作为检测手段，通过对防晒产品浸入水中前后防晒剂量的测定以及有关实验条件的考察，建立了一种新的防晒产品抗水性效能测定的体外实验方法。实验结果表明，具有抗水性的防晒产品，经体外抗水性试验后，其所含的各防晒剂量仍是原来的90％以上，而非抗水性的防晒产品，其所含的各防晒剂量有些只有原来的10％左右，两者差别显著；同时在一定范围内，各种实验条件的改变，对防晒产品抗水性效能的测定没有影响，这些说明了该测试方法是可行的。另外，由于该法是体外测试，因而具有费用低、快速简便的特点。     

铜基超疏水表面防覆冰/抗霜冻特性分析

超疏水表面具有良好的防覆冰性能,有望改善低温条件下设备和设施的可靠性。本文采用氨气腐蚀法,制备具有微纳结构的铜表面,通过低表面能氟硅烷修饰后,金属铜表面表现出超疏水特性,其水接触角可达152.1°。利用电镜扫描、接触角测量、结冰和结霜实验分别对超疏水铜表面的表面结构、湿润性能和防覆冰性能进行研究。结果表明,超疏水表面的防覆冰/抗霜冻性能不仅与表面的粗糙度有关,还受液滴在固体表面的湿润状态的影响。当液滴在具有微-纳米结构的超疏水表面处于Cassie状态时,液滴与金属表面的接触面积小,液滴结冰速率较慢,金属表面同时具有较好的防覆冰和抗结霜性;而当液滴在金属疏水表面处于Wenzel状态时,霜晶与固体表面的接触面积增加,加快霜层的生长,金属表面的抗结霜性明显降低。     

M701F燃气轮机防结冰系统改造

介绍M701F燃气轮机防结冰系统的功能及系统运行动作过程,针对防结冰系统对机组的影响进行了分析,分别从逻辑条件、动作方式、位置三个方面进行了改造,解决了防结冰系统投入及退出导致燃烧大波动的问题,提高了运行安全性。     

钻井泥浆用降失水剂SMP的研究

采用一次投料法合成了SMP，探讨了反应条件和复合稳定剂对产物性能的影响。实验表明，SMP具有良好的抗高温和抗盐能力，可用作深井泥浆降失水剂。     

真空制冰水滴结冰过程影响因素分析

为研究真空制冰水滴结冰过程影响因素,建立了真空制冰动态特性的数学模型,通过实验验证了模型的正确性。基于实验并通过模型分析了真空制冰水滴结冰过程的影响因素,主要包括环境温度、环境压力、供水水温、水滴半径及水滴下落初速度。该数学模型为二元冰真空制备的优化设计提供了理论基础。     

基于电热防冰技术的风电叶片温度场有限元分析

提出了研究叶片"防冰"技术的必要性,针对MW级风电叶片电热防冰技术建立了热力学模型,对复合材料叶片表面在不同碳布电加热功率密度下的稳态温度进行了计算,其结果验证了有限元仿真计算结果的精确度。对风场服役的2 MW机组叶片进行加热实验,结果表明,经过有限元温度场分析指导而设计的电热防冰系统在环境温度为-15℃的条件下可以使叶片加热区域360 s内整体同步达到防结冰状态。     

HCFC-141b乳化液生成气体水合物

提出以HCFC-141b的O/W型乳化液形成其气体水合物的设想，且在可控变温仪中进行了程序降温实验。采用的乳化剂为OP-10和SDS。实验结果表明，在静态、高于-5℃的情况下，不同HCFC-141b含量的乳化液均能形成水合物；但诱导期随机性很强，起始水合温度也有一定的波动性；水合物形成前后都会结冰，结冰和加入冰粒都能诱发水合物的快速形成；水合物分解后，液体经再乳化后可以重新使用，其“记忆”效应可使其在1 h内于冰点以上形成水合物。