前沿科技

日本树研工业公司开发出一种树脂齿轮，通过将碳纳米材料（CN）和PP等树脂材料混合成型制得。由于混合了CN材料，该齿轮强度得到提高，同时摩擦阻力下降，润滑性提高。该树脂齿轮在拥有导电性的同时，还有隔断电磁波的功能。该树脂齿轮的特性比现有的炭黑混合树脂更好，但成本比普通树脂齿轮高10倍以上。为此，该公司采用化学气相生长（CVD）法，使用乙炔和乙醇等碳水化合物生成CN材料，以降低成本。     

板式扩散焊矩形微通道换热器中S-CO2流动与传热特性的数值模拟

基于加工工艺便捷高效的板式扩散焊矩形微通道换热器,建立了以冷热直通道换热单元为研究对象的数学物理模型,研究了超临界二氧化碳(S-CO₂)在不同边界条件和通道结构下的流动与传热特性。结果表明：随着雷诺数(Re)的增大,冷热直通道内的湍流增强,传热性能得到提升,流动摩擦阻力系数减小;与无格栅时矩形通道相比,格栅水平设置在矩形通道两侧时的扰流效果和传热性能最优,综合传热增强因子(PEC)相对最高,但与半圆形直通道相比其PEC仍有待进一步提高。     

天然气管道肋条减阻数值分析

随着清洁能源的广泛应用,提高输气管道的输送效率成为热点问题,其中降低管输过程中的摩擦阻力至关重要。为探究三角形肋条在输气管道减阻中的应用效果,利用ANSYS-FLUENT软件对光滑管道和肋条管道中的湍流流动进行了数值模拟。结果表明,在近壁区域,肋条管道与光滑管道的速度剖面相差较大,主流区域相差较小,肋条结构的减阻效果主要基于近壁面;肋条结构将漩涡推离壁面,使肋底充满低速流体,降低近壁面处动量交换,减小摩擦阻力;与光滑壁面相比,尺寸为s=h=0.516 5 mm的肋条具有4.38%的减阻效果。     

浅谈材料试验机工作活塞摩擦阻力对示值的影响

液压式材料试验机在水泥、钢材等材料检验中广泛应用,在对液压式材料试验机进行检定时,工作活塞摩擦阻力会给试验机示值带来正误差。一般情况下摩擦阻力是稳定的,材料试验机的示值误差小于规程规定的要求（≤1％）,说明材料试验机是合格的。但有时由于材料试验机经过长期使用,工作活塞与缸套的摩擦阻力会发生变化,导致示值误差不合格,一般对示值准确度的影响有以下几种和主要排除方法：     

倾斜管中气－液两相流摩擦压降的研究

本文对倾斜管中气一液两相流摩擦压降进行了试验研究。试验参数为：系统压力０～０．６ＭＰａ，水流量０～４ｍ３／ｈ，空气流量０～４０ｍ３／ｈ。得到了计算倾斜管摩擦阻力的计算公式，所得计算结果与试验结果符合良好。     

环形窄缝通道单相摩擦阻力特性研究

采用商业软件FLUENT6.3对不同宽度(h=0.775～1.742 mm,0.69ri/ro0.86)环形通道内单相水的层流(300Re1 800)和旺盛湍流(10~4Re10~5)的摩擦阻力系数进行计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模拟,同时研究了不同偏心度(e=0.01～0.5)对摩擦阻力系数的影响,以考虑制造和装配过程中产生的偏心对环形通道中摩擦阻力的影响。结果分析表明:层流时,CFD计算结果与环缝理论解完全一致;湍流时,10~4Re5×10~4范围内,CFD计算结果与Blausius公式最为一致,5×10~4Re10~5范围内,CFD计算结果与McAdams公式最为一致;结合以上结论,提出以环缝等效水力直径为特征长度的单相摩擦阻力系数关系式f=0.257 5Re-0.23,该式在10~4Re10~5范围内,预测精度都较好。另外对偏心度影响的结果分析表明:摩擦阻力系数主要受偏心度大小的影响,偏心度越大,阻力系数下降越多;在相同偏心度下,环缝的宽度对阻力系数有一定影响,但影响程度较小;在相同偏心度下,相对于同心窄缝通道,雷诺数对阻力系数的降低程度没有影响。     

卡点精确计算方法与应用

钻井过程中由于地层或操作不当等因素导致偶发的卡钻,不仅延长了钻井周期,而且可能导致次生故障甚至埋钻等事故,造成严重经济损失.目前,现场采用的提拉法计算卡点方法没有考虑井内管柱所受摩擦阻力影响,导致计算出的卡点深度误差随着摩阻增加而增加,难以适用于高摩阻直井及大斜度井.基于卡点深度计算原理,运用胡克定律,利用上提、下放过...     

抗拔桩承载能力影响因素与群桩变形规律试验研究

利用自主研发的桩基室内抗拔测试装置,结合数值模拟技术对抗拔桩的承载破坏过程及影响因素、群桩的协同工作特征展开了深入研究。结果表明：抗拔桩的承载破坏经历4个阶段,承载初期,桩顶侧摩阻力最先发挥作用,桩顶土体发生塑性破坏;随上拔荷载不断增大,桩体产生相对位移,桩周土体由于桩身侧摩阻力产生塑性破坏;当桩身轴力自桩顶传递至桩底时,桩身底端产生抗拔“吸附力”,并伴随局部土体塑性破坏;随着桩周土体塑性区的拓展、连通,抗拔桩承载能力达到极限;桩身长径比、桩-土界面摩擦因数、桩侧土体压力与其承载极限呈正相关关系,其中桩身长径比对桩端“吸附力”具有重要影响;群桩抗拔过程中,角桩侧摩阻力发挥最充分,桩身位移量最小,极限承载力最大,中心桩桩身位移最大,极限承载力最低;距径比影响抗拔桩的群桩效应,当距径比从2增大至8时,桩身侧摩阻力提高30%,将距径比8作为群桩工程的推荐值,6～10作为群桩距径比的推荐范围。