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水性含氟环氧涂料的制备及其防冰性能研究

近年来,冰雪灾害已经多次严重影响到了我国的林业、畜牧业、电力传输、交通运输、能源供应等多个领域,给我国造成了巨大的经济损失。因此,及时研发出高效的防覆冰的方法,已然是一个紧迫的课题,防覆冰涂料的使用作为一种主动防冰的技术方法,具有十分重要的实际意义和经济价值。对此,本文研究了一种具备疏水性能的低表面能防冰涂料,具体研究内容如下:(1)以双酚AF(BPAF)和环氧氯丙烷(ECH)为反应原料,在四正丁基溴化铵作为催化剂的条件下,采用相转移催化法,合成出了一种低分子量的含氟环氧树脂。系统研究了反应物的摩尔比,碱液的加入量,反应温度、时间对环氧树脂环氧值的影响。并采用红外光谱分析(FT-IR)与核磁共振谱图(NMR)来验证产物,通过凝胶渗透色谱(GPC)测定产物的分子量。确定最终的最佳合成条件为n(ECH):n(BPAF)=10,n(NaOH):n(BPAF)=3,反应温度为85℃,反应时间为2h。(2)以聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGG  (本文共93页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京交通大学
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城市轨道交通接触网在线防冰技术方案研究

接触网覆冰是由空气中的水滴在接触网表面凝结形成,是一种严重的灾害现象。接触网覆冰会导致受电弓无法正常受流,影响列车的供电质量,严重情况下可能会造成接触网断线等重大事故,威胁列车的运行安全,造成巨大经济损失和严重的社会影响。我国幅员辽阔,气象条件复杂,是接触网覆冰严重的国家之一,随着城市轨道交通的快速发展和城市轨道交通网络的逐步形成,城市轨道交通接触网线路的覆冰问题亟待解决,因此本文对城市轨道交通接触网在线防冰技术进行研究,具有重要的理论和实际意义。近年来,牵引供电系统中压能馈装置(以下简称中压能馈装置)受到广泛关注,大量应用到城市轨道交通再生制动能量回馈中来,本文提出了一种基于中压能馈装置的城市轨道交通接触网在线防冰技术方案,利用中压能馈装置可以双向传递能量的特点,使能量在中压环网和接触网之间循环,通过流过接触网的电流产生的焦耳热,防止接触网覆冰,实现接触网在线防冰。本文对接触网的覆冰机理和防冰电流的计算方法进行研究,以计算不同...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
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铝合金多级结构表面的构筑与防冰性能研究

本论文基于仿生超疏水表面研究基础,在航空铝合金表面构建微纳米多级结构,开展表面微小液滴的静态和动态非润湿行为研究,进而研究表面的结冰延迟性能、冰层附着力、抗结霜冰冻能力以及低温条件下的撞击行为,最后利用冰风洞试验研究超微小液滴撞击多级结构表面的实际防覆冰能力,以期探究超疏水防冰表面在飞机主动防结冰领域的应用潜能。论文的主要工作及结论如下:1)基于超疏水表面改性技术,采用化学刻蚀工艺构筑了优异的纳米结构表面,经氟硅烷(FAS-17)修饰处理后,研究化学刻蚀工艺参数对表面形貌和疏水性能的影响。结果显示:当NaOH的浓度为0.05M,碱刻蚀时间为5min,沸水浴时间为40min时,表面均匀分布着纳米片,尺寸约为100nm,展示出优异的超疏水性,接触角高达169°,滚动角接近6°。2)结合光刻技术和最佳刻蚀工艺,在铝合金表面构筑一层微米阵列复合结构,并在阵列上生长一层均匀的纳米片结构,经FAS-17氟化修饰处理后,研究这种微纳米阵列复合...  (本文共83页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
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电热组件防冰性能的计算分析

飞机结冰严重威胁飞行安全,由于结冰引起的安全事故屡见不鲜,为了保证飞行安全,大部分飞机均设计和安装了结冰防护系统。电热防冰系统凭借其可靠性高、重量轻、易于实现自动化控制等优点,成为目前飞机上最常用的防冰技术之一。为了促进我国航空事业的发展,满足国产飞机的结冰防护系统设计研制需求,开展电热防冰系统性能分析方法研究,对于指导电热防冰系统的优化设计和取得飞机防护系统的适航认证具有重要意义。本文研究电热组件工作时蒙皮表面的温度和溢流水的分布特性,针对水滴运动和撞击特性的数值模拟方法,分别介绍了二维拉格朗日和三维欧拉的水滴撞击特性计算方法,本文采用欧拉法(Eluer),基于Fluent软件开发UDF函数,完成三维水滴撞击特性的计算,为带电热防冰系统的蒙皮外部热流计算提供输入条件;采用边界层积分法计算蒙皮外表面局部对流换热系数,并考虑结冰表面粗糙度的影响,通过对结冰表面粗糙度形成的原因进行分析,针对层流和湍流情况分别采用不同的对流换热系数进...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
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电热防冰过程中复合材料机翼温度场及热应力分析

机翼电加热防冰结构中一般包含复合材料层,电热防冰系统工作时防冰结构传热的各向异性特征,易造成其温度分布不均,从而导致层内、层间产生较大的热应力。因此,有必要对机翼电加热防冰结构进行瞬态温度场计算以及结构热应力分析。本文采用欧拉法计算机翼外表面水滴撞击特性,采用边界层积分法计算机翼外表面对流换热系数,并与文献中的结果进行对比验证。分析计算流经机翼外表面各项热流,得到结构热分析的边界条件。根据机翼蒙皮电加热结构,建立了含内热源的三维各向异性导热模型,采用控制容积积分法离散控制方程。运用MATLAB,编制了计算蒙皮结构瞬态温度场的程序,并计算得到了采用不同铺层方向的复合材料时的结构温度场。计算分析表明:机翼外表面温度处于10℃~110℃之间,符合防冰标准,温度曲线与文献中的数值和实验结果有良好的吻合。纤维朝向为s方向(θ=90~o)时,利于热量在翼弦方向扩散,沿翼弦方向的温度曲线较为平滑,结构高温区域较小,最高温度较低。基于ANSYS...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
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热防冰表面水膜流动换热与冰脊生成的数值研究

飞机在云层中飞行时,过冷水滴撞击在飞机迎风表面后会失去稳定,从而发生结冰现象。飞机迎风表面结冰时不仅会增大飞机的重量,降低升阻比,严重时还可能酿成飞行事故。因此,研究飞机结冰、防冰对确保飞行安全、提高飞机性能具有重要意义。防冰表面水膜的流动与传热对结冰、防冰性能具有重要影响,但目前国内外开发的计算软件大多基于二维Messinger模型,该模型没有考虑水膜的流动。现有的三维防冰计算软件也仅对水膜流动作简单处理,并没有建立水膜流动的动量方程。本文在考虑水膜流动的基础上,发展了三维结冰、防冰数学模型和计算方法,开发了三维结冰、防冰计算程序,并进行了结冰、防冰计算。首先,本文在已有的三维积冰计算模型的基础上,考虑了水膜的蒸发对积冰的影响,发展了相应的积冰计算方法,开发了考虑水膜蒸发的三维积冰计算程序。选取NACA0012翼型作为研究对象,在公开发表文献的典型工况下,进行了积冰计算,并将计算结果与相同条件下的试验结果和其他结冰计算软件的数...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>