易燃液体特性
(一)高度易燃性
易燃液体的主要特性是具有高度易燃性，其原因主要是：
第一，易燃液体几乎全部是有机化合物，分子组成中主要含有碳原子和氢原子，易和氧反应而燃烧。
第二，由于易燃液体的闪点低，其燃点也低(燃点一般约高于闪点1～5℃)，因此易燃液体接触火源极易着火而持续燃烧。
(二)易爆性
第 1 页
本文部分内容来自互联网，不为其真实性及所产生的后果负责，如有异议请联系我们及时删除。
非牛顿流体力学研究进展 摘要 对非牛顿流体流变学特性的正确理解程度直接影响我们对非牛顿流体本质特性的理解，所以研究非牛顿流体的流变学特性有助于人类更好的驾驭非牛顿流体，对建立非牛顿流体的本构方程、从数学上描绘非牛顿流体具有重要的意义。近来,国内外学者从非牛顿流体不同的应用范围对非牛顿流体的流变特性开展了大量的研究。比如对聚合物和表面活性剂溶液流变特性的研究、对食品生产辅助材料流变特性的研究、以及对聚合物溶液和石油等流变特性的研究等。 关键词：非牛顿流体；本构方程；流变特性
前言 非牛顿流体是不服从粘度的牛顿定律的流体。非牛顿流体力学是研究非牛顿流体的本构方程，材料参数（函数）的测量和非牛顿流体的流动等的学科。在国内由于国民经济的急需,非牛顿流体力学日益受到科技界的重视，不少单位从应用的角度出发进行了这方面的研究工作。 1978年全国力学规划认为非牛顿流体力学是必须重视和加强力量的薄弱领域，此后非牛顿流体力学有了很大的发展。1979年后在北京、成都、青岛等地举办了多次讲习班。许多国外非牛顿流体力学家、流变学家访问了中国并举办了讲座。1982年4月召开的第2届全国多相流体力学、非牛顿流体力学和物理一化学流体力学学术会议，同第l届会议相比,非牛顿流体力学方面的研究进展显著。1983年10月第2届亚洲流体力学会议上，中国宣读了8篇非牛顿流体力学方面的论文。1985年11月在长沙召开的第3届全国流体力学会议和第1届全国流变学会议上，宣读了非牛顿流体力学论文几十篇。目前在北京、上海、成都等地正逐渐形成非牛顿流体力学研究和教学的基地。
非牛顿流体力学研究进展 自然界最常见的流体以空气和水为代表,通常被认为是牛顿流体,它们的主要特征是切应力和切应变率之间的关系服从牛顿内摩擦定律,在流体力学的发展史上,经典流体力学的研究对象主要局限在牛顿流体的范畴,迄今为止已经形成了比较完整的理论体系。应该指出的是,在自然界和工程技术界,还存在一系列形形色色的非牛顿流体,比如油漆、蜂蜜、牙膏、泥浆、煤水浆、沥青和火山熔岩等,它们往往具有与牛顿流体不同的本构方程和流动特性。此外,随着科学技术的发展,某些原本被认为是牛顿流体的介质在精细的观测或特殊的情况下也被发现存在非牛顿流体的特性。 以血液在毛细管中的流动为例,Poiesulell于19世纪初的研究结果认为它具有牛顿流的特征；1942年CoPIey的测量却表明它存在剪切稀化的非牛顿流特性；1972年Huang等人的进一步实验测定了血液的迟滞环和应力衰减特性,定量给出了描述血液触变性的曲线。再比如,在水锤这一类瞬变运动中,由于特征时间非常短,水也会在瞬间呈现出弹性等非牛顿流体才可能存在的特征。在微流动中,当特征尺度非常小时,水分子旋转效应对流动的影响也会使水呈现出微极性流体所具有的非牛顿流特征。 当前,国际上非牛顿流体力学中重要的研究领域有以下几个方面。 (一)本构方程 本构方程最好用张量形式写出,它不但能满足对坐标系具不变性的原则,而且形式简练。对于不可压和各向同性的流体,其应力张量S可写成:S=pI十T,` 式中p为标量,I为单位张量,T为偏应力张量。非牛顿流体力学与牛顿流体力学不同,由于它不能用一种本构方程来适用各种流动情况,所以发展了各式各样的本构方程。 （1）广义牛顿流体这种流体没有弹性,但其粘度是剪切速率的函数,其本构方程如下: T=η（Ⅱ）A， 其中A为里夫林一埃里克森张量(应变率张量的两倍)；Ⅱ一1/2trA2,为A的第二个不变量；η（Ⅱ）为各种粘度函数。 (2)具有屈服应力的流体石油工业中的钻井泥浆和牙膏等物质具有一屈服应力τy。当剪应力低于τy时,流体静止；当剪应力超过τy时,流体流动。此种流体也称为粘塑性流体。 (3)触变性流体当施加剪切速率γ0于凝胶漆等物质时,剪切应力达到τ0。当γ0保持
CIESC Journal, 2018, 69(9): 4051-4057 ·4051· 化工学报 2018年第69卷第9期| https://www.doczj.com/doc/4e7531830.html, DOI：10.11949/j.issn.0438-1157.20180303燃煤锅炉SCR对颗粒物排放特性影响 刘芳琪，于敦喜，吴建群，雷煜，温昶，徐明厚 （华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北武汉 430074） 摘要：我国电厂多数采用选择性催化还原（SCR）脱硝技术降低电厂NO x排放，目前关于电厂中SCR对颗粒物排放特性的影响研究十分匮乏。本研究对一热电联产锅炉SCR前后颗粒物和飞灰进行取样，分析颗粒物质量粒径分布以及化学成分。采用计算机控制扫描电镜（CCSEM）对飞灰进行分析，获得颗粒物单颗粒成分。结果表明SCR 前后PM10均呈双峰分布。经过SCR后，PM0.21浓度降低约62%（质量），而PM0.21-1浓度升高19%（质量）；PM1中SO2相对含量增加约6%（质量），SiO2和Al2O3相对含量降低，而CaO相对含量没有明显变化；经过SCR后，PM1-10浓度降低约17%（质量），成分基本没有变化，但是颗粒成分变得更均一，说明经过SCR后，PM1-10发生交互作用。因此经过SCR后PM1-10浓度降低不仅由于颗粒物在SCR中发生沉积，更有可能是颗粒物之间交互作用导致。 关键词：煤燃烧；颗粒物；粒度分布；选择催化还原；排放特性；CCSEM 中图分类号：X 513 文献标志码：A 文章编号：0438—1157（2018）09—4051—07 Effect of SCR on particulate matter emissions from a coal-fired boiler LIU Fangqi, YU Dunxi, WU Jianqun, LEI Yu, WEN Chang, XU Minghou (State Key Laboratory of Coal Combustion, Huazhong University of Science & Technology, Wuhan 430074, Hubei, China) Abstract: Selective catalytic reduction (SCR) technology is usually used in coal combustion power plant to reduce NO x emission. The effects of SCR DeNO x on PM emission are still unclear. In this work, PM and fly ash before and after SCR was sampled. Particle size distribution (PSD) and chemical composition of PM was analyzed. Computer-controlled scanning electron microscope (CCSEM) was used to analyze the fly ash and obtain the composition distribution property of individual PM particles. The effect of SCR DeNO x on PM emission characteristic and its mechanism was investigated. The results show that PM is bimodal distribution before and after SCR. After the flue gas flows through the SCR, PM0.21 decreases 62%(mass) and PM0.21-1 increases 19%(mass). The relative amount of SO2 in PM1 increases 6%(mass) and SiO2 and Al2O3 decrease, while the variation of CaO is insignificant after SCR. The amount of PM1-10 decreases 17%(mass) after SCR. Insignificant change of its chemical composition is observed after SCR. However, the chemical composition distribution of individual PM1-10 particle becomes more homogeneous after SCR. It suggests that significant interaction between PM10 has happened in or after SCR. Therefore, decrease of PM1-10 after SCR is not only because of PM10 deposition in the SCR, but also because of particle interaction. Key words: coal combustion; particulate matter; particle size distribution; SCR; emission; CCSEM 2018-03-21收到初稿，2018-04-26收到修改稿。 联系人：于敦喜。第一作者：刘芳琪（1994—），女，硕士研究生。 基金项目：国家重点研发计划项目（2016YFB0600601）；国家自然科学基金项目（51520105008，51676075）。 Received date: 2018-03-21. Corresponding author: Prof.YU Dunxi, yudunxi@https://www.doczj.com/doc/4e7531830.html, Foundation item: supported by the National Key R&D Project (2016YFB0600601) and the National Natural Science Foundation of China (51520105008, 51676075). 万方数据
利用旋转液体测定重力加速度及焦距 [实验目的] 研究旋转液体表面形状,并由此求出重力加速度； 将旋转液体看作光学成像系统，探求焦距与转速的关系。 [实验仪器] 甘油， 旋转液体物理特性测量仪，气泡式水平仪，直尺。 [实验原理] 当一个盛有液体的圆柱形容器绕其圆柱面的对称轴以角速度ω匀速转动时( max max ,ωωω<为液面的最低处与容器底部接触时的角速度)，液体的表面将成为抛物面, 抛物面方程为：C x y y 42 0+= ，其顶点在),0(0y V ，焦点在F (0,C y +0)。入射光平行于该曲面对称轴（光轴）时，反射光将全部汇聚于F 点，如图2所示。 图1. 实验装置图 图2. 容器绕对称轴匀速 转动示意图 对液面上的一个质元, 如图3所示。 图3 质元受力示意图
当其处于平衡时有: mg N x m N ==θωθcos sin 2 故液面的形状可表示为 g x dx dy 2tan ωθ== 因而 0222y g x y += ω 式中y 0是在x=0时的高度. 设抛物面上一点（x 0,h 0） g x y h 220 200ω+= 20020)(2ωy h g x -= (1) 由于液体的体积不变，则 ()xdx g x y xdx y h R R R ????? ? ??+==0022002 222ωπππ y 0=g R h 4220ω- (2) 由方程（1），（2）可得 20R x = (3) 由（3）式可知液面在x 0处的高度是恒定的。 将激光垂直照射x=x 0处液面，在屏上读出反射光点与入射光点的距离x '。入射角为θ ，反射角为θ，入射光线与反射光线的夹角为2θ， 则 () 0)2tan(h H x -'=θ 。 [实验内容] 1． 利用气泡式水平仪将屏幕、转盘调至水平位置。 2． 测出)2(,,0R D H h = 3． 逐渐改变转动角速度，待液体处于平衡态时，将激光垂直照射x=x 0处液面，在屏 上读出反射光点与入射光点的距离x '。
第27卷第17期中国电机工程学报V ol.27 No.17 Jun. 2007 2007年6月Proceedings of the CSEE ?2007 Chin.Soc.for Elec.Eng. 文章编号：0258-8013 (2007) 17-0011-07 中图分类号：TK228 文献标识码：A 学科分类号：470?40 燃煤锅炉可吸入颗粒物排放特性及其 形成机理的试验研究 高翔鹏1，徐明厚1，姚洪1，韩旭2，李雄浩2，隋建才1，刘小伟1 (1．华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北省武汉市430074； 2．武汉凯迪电力环保有限公司，湖北省武汉市430223) Experimental Study on Emission Characteristics and Formation Mechanisms of PM10 From a Coal-fired Boiler GAO Xiang-peng1, XU Ming-hou1, YAO Hong1, HAN Xu2, LI Xiong-hao2, SUI Jian-cai1, LIU Xiao-wei1 (1. State Key Laboratory of Coal Combustion, Huazhong University of Sci. & Tech, Wuhan 430074, Hubei Province, China; 2. Wuhan Kaidi Electric Power Environmental Protection Co., Ltd ,Wuhan 430223, Hubei Province, China) ABSTRACT: By using low pressure impactor(LPI), fly ash was sampled at the inlet and outlet of dust cleaning equipments in a 50MW and a 300MW utility boiler. The emission characteristics, elemental size distribution, morphology and formation mechanisms of inhalerable particulate matter (PM10) were studied. The results show that PM10 of the two boilers has a similar bimodel distribution, in which the small and large mode are formed at 0.1um and 4.0um respectively; The efficiency of dust cleaning equipments decreases with the ash size decreasing; The elemental size distribution is also bimodal which is similar with the PM10 mass distribution. Mn、Cr、Cu and Zn obvious enrichment in submicron ash. The formation of submicron PM is suggested via vaporization and subsequent condensation of inorganic matter, while the supermicron ash is formed via char fragmentation, excluded mineral fragmentation and included mineral coalescence. KEY WORDS:inhalerable particulate matter; formation mechanisms; fly ash 摘要：采用低压撞击器(LPI)对某燃煤电厂的1台50MW和1台300MW燃煤锅炉除尘器前后的飞灰颗粒进行采样，研究可吸入颗粒物(PM10)的排放特性、元素分布特性以及形貌特征，并探讨其形成机理。研究表明，2台锅炉产生的PM10均呈双峰分布，其峰值分别在0.1μm和4μm左右；2台除 基金项目：国家自然科学基金项目(50325621)；国家重点基础研究专项经费项目(2002CB211602)。 Project Supported by National Natural Science Foundation of China (50325621); Project Supported by Special Fund of the National Priority Basic Research of China (2002CB211602). 尘器的除尘效率随着颗粒粒径的减小而降低，静电除尘器对小颗粒的脱除效率要明显优于文丘里水膜除尘器；PM10中元素的质量粒径也呈双峰分布，元素Mn、Cr、Cu、Zn在亚微米颗粒中有明显的富集趋势；亚微米颗粒可能是通过煤中矿物质的气化–凝结形成的，而超微米颗粒可能是通过煤焦和矿物质的破碎以及内部矿物质的聚合形成的。 关键词：可吸入颗粒物；形成机理；飞灰 0 引言 煤炭是我国电力的主要来源，燃煤电站在发电的同时，也向大气中排放了大量的可吸入颗粒物(PM10)，据1996年的统计资料显示，全国功率大于6MW的所有燃煤机组向大气中排放的颗粒物总量为 3.97Mt，占各种颗粒物源排放总量(14.4Mt)的28%[1]。这些颗粒物可以长时间停留在大气中，它们不仅影响气候和空气质量、破坏生态环境，而且严重危害人体健康[2-4]，特别是其中的亚微米颗粒物(PM1.0)，由于其比表面积很大，所以其表面富集了大量有毒的重金属元素(如铅、锑、镉等)，它们很容易通过肺部吸入人体，引起人体神经和呼吸系统的严重疾病。据研究表明，人类的各种癌症都与之有关[5]。因此，燃煤过程中可吸入颗粒物特别是亚微米颗粒物的排放特性及其形成机理已经成为当前研究的热点。 早在20世纪80年代，国外学者就进行了这方面的研究，认为煤燃烧过程中形成的颗粒物是以下4种机理联合作用的结果：①内在矿物质的聚结；
不同进料方式燃烧器对生物质燃料颗粒物排放特性的影响张学敏2，张永亮1,2，姚宗路1※，赵立欣1，孟海波1，田宜水1 【摘要】为摸清不同进料方式的燃烧器对生物质成型燃料燃烧后颗粒物排放的影响，该文对上进料式（A型）、水平进料式（B型）和下进料式（C型）等3种类型的燃烧器进行燃烧颗粒排放试验，采用低压电子冲击仪对玉米秸秆、棉秆、木质3种成型燃料燃烧后颗粒物排放开展数量浓度和质量浓度研究，并计算出每种燃料在3种燃烧器中每秒排放的颗粒物数量和质量分布。试验结果表明：3种燃烧器中的颗粒物质量分布都成双峰分布，主要集中在5～7级和12级，占总颗粒物质量的90%；木质和棉杆燃料在A型燃烧器中的颗粒物质量排放最少，玉米秸秆燃料在B型中颗粒物质量最少。3种燃烧器中的颗粒物数量分布都成单峰分布玉米秸秆和木质在B型燃烧器上的颗粒物数量主要集中在1～5级，在A型和C型燃烧器上颗粒物数量主要集中在3～6级；棉杆在C 型燃烧器上集中在1～5级，在A型和B型燃烧器上颗粒物数量主要集中在3～6级。3种燃烧器对颗粒物质量的分布影响不大。根据试验结果，建议不同的燃料匹配不同的燃烧器。从颗粒物排放总量角度，玉米秸秆应该匹配B型燃烧器，棉杆和木质燃料应该匹配A型燃烧器。从PM2.5所占比例得出，玉米秸秆燃料应匹配C型燃烧器，棉杆匹配B型燃烧器，木质匹配A型燃烧器。并建议生物质成型燃料燃烧器结构应具有以下特点：进料连续平稳；带有主动清渣装置并且清渣波动小；鼓风配风，保证过量空气系数高。研究结果为中国生物质固体成型燃料的颗粒物排放法规的制定提供参考。 【期刊名称】农业工程学报 【年(卷),期】2014(000)012
利用旋转液体测重力加速度
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
利用旋转液体测定重力加速度及焦距 [实验目的] 研究旋转液体表面形状,并由此求出重力加速度； 将旋转液体看作光学成像系统，探求焦距与转速的关系。 [实验仪器] 甘油， 旋转液体物理特性测量仪，气泡式水平仪，直尺。 [实验原理] 当一个盛有液体的圆柱形容器绕其圆柱面的对称轴以角速度ω匀速转动时( max max ,ωωω<为液面的最低处与容器底部接触时的角速度)，液体的表面将成为抛物面, 抛物面方程为：C x y y 42 0+= ，其顶点在),0(0y V ，焦点在F (0,C y +0)。入射光平行于该曲面对称轴（光轴）时，反射光将全部汇聚于F 点，如图2所示。 图1. 实验装置图 图2. 容器绕对称轴 匀 速 对液面上的一个质元, 如图3所示。
图3 质元受力示意图 当其处于平衡时有: mg N x m N ==θωθcos sin 2 故液面的形状可表示为 g x dx dy 2tan ωθ== 因而 0222y g x y += ω 式中y 0是在x=0时的高度. 设抛物面上一点（x 0,h 0） g x y h 220 200ω+= 20020)(2ωy h g x -= (1) 由于液体的体积不变，则 ()xdx g x y xdx y h R R R ????? ? ??+==0022002 222ωπππ y 0=g R h 4220ω- (2) 由方程（1），（2）可得 20R x = (3) 由（3）式可知液面在x 0处的高度是恒定的。 将激光垂直照射x=x 0处液面，在屏上读出反射光点与入射光点的距离x '。入射角为θ ，反射角为θ，入射光线与反射光线的夹角为2θ，
餐饮废气颗粒物排放特征及环境影响研究 孙涛1， 蔡昱2，张云1（1．中国科学院生态环境研究中心环境评价部，北京100085；2．摩科瑞能源贸易（北京）有限公司，北京100022） 摘要通过资料搜集及现场调研，分析了餐饮废气污染源特征、净化器使用情况等，发现油烟净化器处理后餐饮废气以细颗粒物、烃类 物质为主。目前，常用油烟净化器对油烟有较好的处理效果，但运营过程中也存在监测数据不足、管理不规范等问题。利用SCＲEEN3 对餐饮企业废气PM 10、 PM 2．5环境影响进行研究，发现颗粒物对局部区域的影响不容忽视。关键词餐饮废气；颗粒物；净化设施；环境影响中图分类号S181．3；X823文献标识码A 文章编号0517－6611（2015）11－257－02 Study on the Characters of Particles from Cooking Fumes and Environmental Impact SUN Tao 1，CAI Yu 2，ZHANG Yun 1（1．EIA Department of Ｒesearch Center for Eco-Environment Sciences ，Chinese Academy of Sci-ences ，Beijing 100085；2．Mercuria Energy Trading （Beijing ）CO．LTD ，Beijing 100022） Abstract The pollution characteristics of cooking fumes and the usage of purification facilities was analyzed by data collection and field sur-vey．After treatment by purification facilities ，the pollutants of cooking fumes mainly includes fine particles and hydrocarbons．Commonly puri-fication facilities had good treatment effect to cooking fumes at present．But there are also some problems during the operation process ，such as lack of monitoring data ，no standardized management．The environmental impact of PM 10and PM 2．5from cooking fumes was studied based on SCＲEEN3．The results showed that the influence of particles on the local area can＇t be ignored．Key words Cooking fumes ；Particles ；Purification facilities ；Environmental impact 作者简介 孙涛（1982－），男，山东菏泽人，工程师，硕士，从事环境影 响评价及污染防治技术研究工作。 收稿日期2015-03-17随着我国经济建设的发展和人们生活水平的提高，饮食业得到了较大的发展，而饮食业的污染投诉也成为污染投诉热点。饮食业的环境污染问题日益突出，成为阻碍饮食业进一步发展的主要问题之一。笔者在分析餐饮废气污染源特征、净化器处理效率等基础上，以某餐饮企业为研究对象，利用美国环境保护署推出的筛选模式SCＲEEN3，对餐饮企业废气进行影响分析，以期为同类项目的环境评估提供参考。1餐饮项目主要废气污染源1．1 餐饮废气主要成分 我国餐饮行业因其烹饪方式的 特殊性在烹饪过程中会产生大量的油烟，餐饮企业运营期废气污染物主要包括可沉降颗粒物、细颗粒物及烃类物质等。谭德生等 ［1］ 对北京市内餐饮单位烹饪时厨房内油烟中进行 了采样分析，发现可沉降颗粒的粒径主要为10 400μm ，数量浓度峰值粒径集中在10 100μm 之间；油烟中可吸入颗粒粒径主要分布在1．0μm 以下，数量浓度峰值粒径集中在0．063 0．109μm 之间，质量浓度峰值粒径为6．56 9．99 μm 。王秀艳等［2］ 在用餐高峰时段对天津某中型餐馆油烟中 VOCs 进行实地监测，厨房油烟检测出66种VOCs ，其中烷烃23种、烯烃8种、芳香烃14种、卤代烃8种、含氧有机物6种、含硫化合物6种、柠檬烯1种；厨房和排烟口处VOCs 中含氧有机物是最主要污染物，所占比例均超过55%，乙醇最多，丙烷次之。冯艳丽等 ［3］ 对餐饮企业油烟排气口废气成分 进行采样分析，发现油烟烟气含有18种化合物，其中乙醛、甲醛、丙酮等含量较高。1．2 废气中颗粒物含量 部分研究成果显示，餐饮行业排 放废气中颗粒物粒径通常为0．10 10μm 。谭德生等［1］ 对 北京市内餐饮单位烹饪时厨房内油烟中进行了采样分析，发现可吸入颗粒物质量浓度峰值粒径为6．56 9．99μm ， 其中大学食堂、麻辣火锅、快餐等厨房内该区间颗粒物质量浓度分别可达65．902、 40．606、581．585mg /m 3。温梦婷等 ［4］ 监测了北京市川菜、杭州菜、家常菜等餐饮 企业废气中PM 2．5质量浓度， 其中川菜、杭州菜产生的废气采用高压静电式油烟净化器处理后PM 2．5浓度为1．12 1．75mg /m 3；家常菜餐饮企业废气采用活性炭吸附，由于吸附剂更换不及时等因素，PM 2．5质量浓度高达3．46mg /m 3。林立等 ［5］ 监测了上海9家餐饮企业废气中PM 2．5浓度，废气经处理后PM 2．5排放浓度为0．14 1．67mg /m 3 。 油烟净化器通常对粒径较大颗粒物有较好的处理效果， 而对细颗粒物处理效果相对较差。餐饮源排放颗粒物PM 2．5占PM 10的80%以上 ［4，6］ 。研究表明，经净化处理后，餐饮废 气中PM 2．5质量浓度约0．14 1．75mg /m 3 ，则PM 10质量浓度约0．18 2．19mg /m 3［4－5］ 。2餐饮行业常用废气净化措施 目前，国内餐饮行业常用的油烟净化器主要采用高压静 电、洗涤法、吸附法、机械过滤等方法。笔者搜集了北京市部分餐饮行业油烟净化器的认证检测报告、运营期间监测报告等，相关排放情况、净化效率等资料见表1。根据调查资料可以看出，餐饮企业常用油烟净化器以静电式为主，这种设备投资少、占地小、净化效率高，能耗低、无二次污染、运行费用低，因此得到广泛应用。调查资料显示，大型油烟净化器对油烟的处理效率可达92．5% 96．3%，油烟排放浓度0．37 0．83mg /m 3；中型油烟净化器处理效率为85．2% 87．8%， 油烟的排放浓度为0．86 1．05mg /m 3 ；小型油烟净化器处理效率75．7% 80．2%，油烟排放浓度1．0 1．09mg /m 3 。 调查结果表明，目前常用油烟净化器对油烟有较好的处理效果，只要安装、运营等达到设计要求，均可为餐饮企业提供高效服务，经处理后的油烟可满足排放标准要求。调研过程中也发现，部分餐饮企业只监测了废气排放浓度，而无初 安徽农业科学，Journal of Anhui Agri．Sci．2015，43（11）：257－258，281责任编辑杨莹莹责任校对况玲玲 DOI:10.13989/https://www.doczj.com/doc/4e7531830.html,ki.0517-6611.2015.11.087
旋转液体物理特性的测量 1．背景及应用 早在力学创建之初,就有牛顿的水桶实验,牛顿发现,当水桶中的水旋转时,水会沿着桶壁上升。旋转的液体有一些独特的物理特征。如盛有液体的圆柱形容器绕其圆柱面的对称轴匀速转动时,旋转液体的表面将成为抛物面；通过旋转液体，可以分离不同比重的液体等等。 根据旋转液体的这些特性，产生了一系列的应用。如目前广泛应用的分离机等。图1给出了一种液体镜头，它在一个大容器里旋转水银。由于旋转液体的表面是一个理想的抛物面，同时水银能很好地反射光线，所以能起反射镜的作用。通常这样一个光滑的曲面，完全可以代替需要大量复杂工艺并且价格昂贵的玻璃镜头，从而可以有效地降低大型望远镜的制造成本。 2. 实验原理 盛有液体的圆柱形容器绕其圆柱面的对称轴匀速转动时,旋转液体的表面将成为抛物面。抛物面的参数与重力加速度和旋转角速度有关，利用此性质可以测重力加速度；旋转液体的上凹面可作为光学系统加以研究,还可测定液体折射率等。 1）旋转液体表面公式 牛顿发现,当圆柱体中的水旋转时,水会沿着圆柱体壁上升。定量计算时，选取随圆柱形容器旋转的参考系，这是一个转动的非惯性参考系。液体相对于参考系静止，任选一小块液体P ，其受力如图2。F 为沿径向向外的惯性离心力，mg 为重力，N 为这一小块液 体周围液体对它的作用力的合力，由对称性可知，N 必然垂直于液体表面。在Y X 坐标 下),(y x P 则有： 图1 大型望远镜的液体镜片 图2 实验原理图
0cos =-mg N θ 0sin =-i F N θ x m F i 2 ω= g x x y 2 d d tan ωθ= = 根据图2有： 02 2 2y x g y += ω （1） ω为旋转角速度，0y 为 0=x 处的y 值。此为抛物线方程，可见液面为旋转抛物面。 2）用旋转液体测量重力加速度原理 在实验系统中，一个盛有液体半径为R 的圆柱形容器绕该圆柱体的对称轴以角速度ω匀速稳定转动时，液体的表面形成抛物面，如图3。 设液体未旋转时液面高度为h ，液体的体积为： h R V 2π= （2） 因液体旋转前后体积保持不变，旋转时液体体积可表示为： x x y g x dx x y V R d )2( π2)π2(02 20 +== ?? ω （3） 由（2）、（3）式得： g R h y 42 20ω- = （4） 联立（1）、（4）可得，当2/0R x x ==时，h x y =)(0，即液面在0x 处的高度是恒定值。 （1）用旋转液体液面最高与最低处的高度差测量重力加速度 如图2所示，设旋转液面最高与最低处的高度差为h ?，点（h y R ?+0,）在（1）式的抛物 线上，有02 202y g R h y += ?+ω， 得：h R g ?= 22 2ω 又60 π2n = ω ，则
竭诚为您提供优质文档/双击可除旋转液体综合实验实验报告 篇一：旋转液体综合实验 旋转液体综合实验 浙江大学物理实验教学中心 20XX-11 旋转液体综合实验 在力学创建之初，牛顿的水桶实验就发现，当水桶中的水旋转时，水会沿着桶壁上升。旋转的液体其表面形状为一个抛物面，可利用这点测量重力加速度；旋转液体的抛物面也是一个很好的光学元件。美国的物理学家乌德创造了液体镜面，他在一个大容器里旋转水银，得到一个理想的抛物面，由于水银能很好地反射光线，所以能起反射镜的作用。 随着现代技术的发展液体镜头正在向一“大”一“小”两极发展。大，可以作为大型天文望远镜的镜头；反射式液体镜头已经在大型望远镜中得到了应用，代替传统望远镜中使用的玻璃反射境。当盛满液体（通常采用水银）的容器旋转时，向心力会产生一个光滑的用于望远镜的反射凹面。通
常这样一个光滑的曲面，完全可以代替需要大量复杂工艺并且价格昂贵的玻璃镜头，而哈勃空间望远镜的失败也让我们了解了玻璃镜头何等脆弱。 小，则可以作为拍照手机的变焦镜头。美国加利福尼亚大学的科学家发明了液体镜头，它通过改变厚度仅为8mm的两种不同的液体交接处月牙形表面的形状，实现焦距的变化。这种液体镜头相对于传统的变焦系统而言，兼顾了紧凑的结构和低成本两方面的优势。 旋转液体的综合实验可利用抛物面的参数与重力加速 度关系，测量重力加速度，另外，液面凹面镜成像与转速的关系也可研究凹面镜焦距的变化情况。还可通过旋转液体研究牛顿流体力学，分析流层之间的运动，测量液体的粘滞系数。 【实验原理】 一、旋转液体抛物面公式推导 定量计算时，选取随圆柱形容器旋转的参考系，这是一个转动的非惯性参考系。液相对于参考系静止，任选一小块液体p，其受力如图1。Fi为沿径向向外的惯性离心力，mg 为重力，n为这一小块液体周围液体对它的作用力的合力， 由对称性可知，n必然垂直于液体表面。在x-Y坐标下p(x,y)则有： 图1原理图
旋转液体物理特性的测量1．背景及应用 顿发现,当水桶中的水旋转时,水会沿着桶壁上 升。旋转的液体有一些独特的物理特征。如盛有 液体的圆柱形容器绕其圆柱面的对称轴匀速转动 时,旋转液体的表面将成为抛物面；通过旋转液 体，可以分离不同比重的液体等等。 根据旋转液体的这些特性，产生了一系列的 图2 实验原理图
根据图2有： 022 2y x g y += ω （1） ω为旋转角速度，0y 为 0=x 处的y 值。此为抛物线方程，可见液面为旋转抛物面。 2）用旋转液体测量重力加速度原理 在实验系统中，一个盛有液体半径为R 的圆柱形容器绕该圆柱体的对称轴以角速度ω 匀速稳定转动时，液体的表面形成抛物面，如图3。 设液体未旋转时液面高度为h ，液体的体积为： 2） 3） 4） h n D g ??=7200π2 22 （5） 式中D 为圆筒直径，n 为旋转速度（转/分）。 （2）斜率法测重力加速度 如图3所示，激光束平行转轴入射，经过BC 透明屏幕，打在20R x =的液面A 点上，反射光点为C ，A 处切线与x 方向的
夹角为θ，则θ2=∠BAC ，测出透明屏幕至圆桶底部的距离H 、液面静止时高度h ，以及两光点BC 间距离d ，则h H d -= θ2tan ，求出θ值。 因为 g x x y 2d d tan ωθ== ，在20R x =处有g R ?= 2tan 2ωθ 因为60 π2n = ω，则 θ tan 23600π22?=D g (6) 可用于测重加速度；测量焦距与液体折射率；研究测量转速和液面形状及液面光学特性的关系等。 实验仪器如图4所示。 1．激光器 2. 毫米刻度水平屏幕 3. 水平标线 4. 水平仪 5. 激光器电源插孔 6. 调速开关 7. 速度显示窗 图3 实验示意图
旋转液体综合实验 浙江大学物理实验教学中心 2005-11 旋转液体综合实验 在力学创建之初，牛顿的水桶实验就发现，当水桶中的水旋转时，水会沿着桶壁上升。旋转的液体其表面形状为一个抛物面，可利用这点测量重力加速度；旋转液体的抛物面也是一个很好的光学元件。美国的物理学家乌德创造了液体镜面，他在一个大容器里旋转水银，得到一个理想的抛物面，由于水银能很好地反射光线，所以能起反射镜的作用。 随着现代技术的发展液体镜头正在向一“大”一“小”两极发展。大，可以作为大型天文望远镜的镜头；反射式液体镜头已经在大型望远镜中得到了应用，代替传统望远镜中使用的玻璃反射境。当盛满液体（通常采用水银）的容器旋转时，向心力会产生一个光滑的用于望远镜的反射凹面。通常这样一个光滑的曲面，完全可以代替需要大量复杂工艺并且价格昂贵的玻璃镜头，而哈勃空间望远镜的失败也让我们了解了玻璃镜头何等脆弱。 小，则可以作为拍照手机的变焦镜头。美国加利福尼亚大学的科学家发明了液体镜头，它通过改变厚度仅为8mm的两种不同的液体交接处月牙形表面的形状，实现焦距的变化。这种液体镜头相对于传统的变焦系统而言，兼顾了紧凑的结构和低成本两方面的优势。 旋转液体的综合实验可利用抛物面的参数与重力加速度关系，测量重力加速度，另外，液面凹面镜成像与转速的关系也可研究凹面镜焦距的变化情况。还可通过旋转液体研究牛顿流体力学，分析流层之间的运动，测量液体的粘滞系数。 【实验原理】 一、旋转液体抛物面公式推导
定量计算时，选取随圆柱形容器旋转的参考系，这是一个转动的非惯性参考系。液相对于参考系静止，任选一小块液体P，其受力如图1。Fi为沿径向向外的惯性离心力，mg为重力，N为这一小块液体周围液体对它的作用力的合力，由对称性可知，N必然垂直于液体表面。在X-Y坐标下P(x,y) 则有： 图1 原理图 根据图1有：（1） 为旋转角速度，为处的值。此为抛物线方程，可见液面为旋转抛物面。 二、用旋转液体测量重力加速度g 在实验系统中，一个盛有液体半径为的圆柱形容器绕该圆柱体的对称轴以角速度 匀速稳定转动时，液体的表面形成抛物面，如图2。 设液体未旋转时液面高度为，液体的体积为： （2） 因液体旋转前后体积保持不变，旋转时液体体积可表示为： （3） 由（2）、（3）式得： （4）
旋转液体综合实验 在力学创建之初，牛顿的水桶实验就发现，当水桶中的水旋转时，水会沿着桶壁上升。旋转的液体其表面形状为一个抛物面，可利用这 点测量重力加速度；旋转液体的抛物面也是一个很好的光学元件。美 国的物理学家乌德创造了液体镜面，他在一个大容器里旋转水银，得到一个理想的抛物面，由于水银能很好地反射光线，所以能起反射镜的作用。 随着现代技术的发展液体镜头正在向一“大”一“小”两极发展。大，可以作为大型天文望远镜的镜头；反射式液体镜头已经在大型望远镜中得到了应用，代替传统望远镜中使用的玻璃反射境。当盛满液体（通常采用水银）的容器旋转时，向心力会产生一个光滑的用于望远镜的反射凹面。通常这样一个光滑的曲面，完全可以代替需要大量复杂工艺并且价格昂贵的玻璃镜头，而哈勃空间望远镜的失败也让我们了解了玻璃镜头何等脆弱。 小，则可以作为拍照手机的变焦镜头。美国加利福尼亚大学的科学家发明了液体镜头，它通过改变厚度仅为8mm的两种不同的液体交接处月牙形表面的形状，实现焦距的变化。这种液体镜头相对于传统的变焦系统而言，兼顾了紧凑的结构和低成本两方面的优势。 旋转液体的综合实验可利用抛物面的参数与重力加速度关系，测量重力加速度，另外，液面凹面镜成像与转速的关系也可研究凹面镜焦距的变化情况。还可通过旋转液体研究牛顿流体力学，分析流层之间的运动，测量液体的粘滞系数。 【实验原理】 一、旋转液体抛物面公式推导 定量计算时，选取随圆柱形容器旋转的参考系，这是一个转动的非惯性参考系。液相对于参考系静止，任选一小块液体P，其受力如图1。Fi为沿径向向外的惯性离心力，mg 为重力，N为这一小块液体周围液体对它的作用力的合力，由对称性可知，N必然垂直于液体表面。在X-Y坐标下P(x,y) 则有： 图1 原理图
旋转机械振动的基本特性 概述 绝大多数机械都有旋转件，所谓旋转机械是指主要功能由旋转运动来完成的机械，尤其是指主要部件作旋转运动的、转速较高的机械。 旋转机械种类繁多，有汽轮机、燃气轮机、离心式压缩机、发电机、水泵、水轮机、通风机以及电动机等。这类设备的主要部件有转子、轴承系统、定子和机组壳体、联轴器等组成，转速从每分钟几十到几万、几十万转。 故障是指机器的功能失效，即其动态性能劣化，不符合技术要求。例如，机器运行失稳，产生异常振动和噪声，工作转速、输出功率发生变化，以及介质的温度、压力、流量异常等。机器发生故障的原因不同，所反映出的信息也不一样，根据这些特有的信息，可以对故障进行诊断。但是，机器发生故障的原因往往不是单一的因素，一般都是多种因素共同作用的结果，所以对设备进行故障诊断时，必须进行全面的综合分析研究。 由于旋转机械的结构及零部件设计加工、安装调试、维护检修等方面的原因和运行操作方面的失误，使得机器在运行过程中会引起振动，其振动类型可分为径向振动、轴向振动和扭转振动三类，其中过大的径向振动往往是造成机器损坏的主要原因，也是状态监测的主要参数和进行故障诊断的主要依据。 从仿生学的角度来看，诊断设备的故障类似于确定人的病因：医生需要向患者询问病情、病史、切脉（听诊）以及量体温、验血相、测心电图等，根据获得的多种数据，进行综合分析才能得出诊断结果，提出治疗方案。同样，对旋转机械的故障诊断，也应在获取机器的稳态数据、瞬态数据以及过程参数和运行状态等信息的基础上，通过信号分析和数据处理提取机器特有的故障症兆及故障敏感参数等，经过综合分析判断，才能确定故障原因，做出符合实际的诊断结论，提出治理措施。 根据故障原因和造成故障原因的不同阶段，可以将旋转机械的故障原因分为几个方面，见表1。 表1 旋转机械故障原因分类 故障分类主要原因 设计原因①设计不当，动态特性不良，运行时发生强迫振动或自激振动 ②结构不合理，应力集中 ③设计工作转速接近或落人临界转速区 ④热膨胀量计算不准，导致热态对中不良