本文關(guān)鍵詞：海洋用低表面能涂層的制備及其減阻實(shí)驗(yàn)平臺的搭建，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：對于現(xiàn)代船舶及水下航行器而言,影響其航速的因素主要有以下兩方面:所受阻力及推進(jìn)裝置的功率和效率。實(shí)際中采用減阻的方式來提高航速,隨著減阻技術(shù)的發(fā)展,具有低表面能的涂層減阻技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,同時推動了減阻實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。采用傳統(tǒng)水洞等實(shí)驗(yàn)裝置操作復(fù)雜,而現(xiàn)代的PIV粒子測速技術(shù)造價較高。為研究低表面能涂層的減阻性能,本文首先采用膠體凝結(jié)的方法制備海洋用低表面能涂層并完成其減阻實(shí)驗(yàn)平臺的搭建,再對減阻實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行標(biāo)定,從而為日后研究低表面能涂層減阻性能提供基礎(chǔ)。論文主要分為四個部分。第一部分是緒論,詳細(xì)介紹了課題背景及研究意義,總結(jié)了低表面能涂層的制備方法及其減阻基本理論。第二部分是海洋用低表面能涂層的制備。采用膠體凝結(jié)的方法制備具有低表面能屬性的涂層,通過對材料用量、反應(yīng)過程中溫度以及改性物質(zhì)等的控制,制備出接觸角為124°的低表面能涂層。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)存在一個臨界的配比值,當(dāng)反應(yīng)物的配比高于臨界配比后,膠體穩(wěn)定性被破壞,涂層的表面能增加,接觸角減小。第三部分是減阻實(shí)驗(yàn)平臺的搭建。該實(shí)驗(yàn)平臺具有結(jié)構(gòu)簡單、易拆卸、可直接測量較小平板流動阻力的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)主旨應(yīng)用電阻應(yīng)變計(jì)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)力學(xué)信號與電學(xué)信號的轉(zhuǎn)換,得到平板阻力。首先采用L.Prandtl和H.Schlichting經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算C,計(jì)算平板的摩擦阻力,然后計(jì)算粘貼應(yīng)變計(jì)薄試件受力產(chǎn)生的應(yīng)變從而選擇應(yīng)變計(jì)型號,最后使用CFD數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)區(qū)域平板阻值分布并優(yōu)化局部結(jié)構(gòu),得到直角結(jié)構(gòu)中外側(cè)面阻力占總阻力的85.74%,進(jìn)而驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)的可行性和裝置設(shè)計(jì)的合理性。通過繪制減阻實(shí)驗(yàn)平臺的三維模型、裝配圖及零件圖,完成減阻實(shí)驗(yàn)平臺的生產(chǎn)加工及搭建。第四部分是減阻實(shí)驗(yàn)平臺的標(biāo)定試驗(yàn)。首先對應(yīng)變計(jì)進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn),標(biāo)定數(shù)據(jù)的擬合結(jié)果驗(yàn)證了該應(yīng)變計(jì)具有良好的線性程度,可用于減阻實(shí)驗(yàn)的研究;然后對減阻實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行室內(nèi)環(huán)境下的標(biāo)定,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合結(jié)果得到了室內(nèi)環(huán)境下外加載荷與電壓的關(guān)系,進(jìn)一步驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的可行性;最后完成靜水下的標(biāo)定試驗(yàn),標(biāo)定數(shù)據(jù)通過與室內(nèi)環(huán)境對比,驗(yàn)證了該實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性,最后測定系統(tǒng)誤差,進(jìn)而得到了外加載荷與電壓的關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：低表面能 減阻 實(shí)驗(yàn)平臺 應(yīng)變計(jì) 標(biāo)定試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U661.311
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8-9
• 1.2 減阻技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2.1 涂層減阻9
• 1.2.2 粘性減阻9-10
• 1.2.3 仿生減阻10
• 1.3 低表面能涂層界面理論及制備方法的進(jìn)展10-12
• 1.3.1 低表面能界面的基本理論10-11
• 1.3.2 低表面涂層的制備方法11-12
• 1.4 低表面能涂層流動減阻基本理論12-15
• 1.4.1 表面滑移理論13-14
• 1.4.2 Cassie復(fù)合接觸角理論14-15
• 1.4.3 湍流減阻理論15
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 膠體凝結(jié)法制備低表面能涂層17-26
• 2.1 涂料配置17-19
• 2.1.1 涂層原材料的選取17-18
• 2.1.2 涂料的組分配比18-19
• 2.2 低表面能涂層的制備19-21
• 2.2.1 涂層制備前的準(zhǔn)備19-20
• 2.2.2 低表面能涂層制備20-21
• 2.3 制備涂層的表征實(shí)驗(yàn)21-24
• 2.3.1 無涂層狀態(tài)下基底的表征22-23
• 2.3.2 涂層基底表征實(shí)驗(yàn)23-24
• 2.4 低表面能涂層制備的優(yōu)化方案24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第3章 減阻實(shí)驗(yàn)平臺的搭建26-46
• 3.1 引言26-27
• 3.2 減阻實(shí)驗(yàn)平臺的設(shè)計(jì)原理27-32
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)平板阻力估算27-29
• 3.2.2 減阻實(shí)驗(yàn)裝置工作過程29-31
• 3.2.3 外力持續(xù)作用于電阻應(yīng)變計(jì)31-32
• 3.3 減阻實(shí)驗(yàn)裝置各部件結(jié)構(gòu)特征32-36
• 3.4 實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)驗(yàn)區(qū)域CFD仿真模擬36-44
• 3.4.1 平臺內(nèi)外壓差計(jì)算36-37
• 3.4.2 流域網(wǎng)格劃分37-38
• 3.4.3 數(shù)學(xué)物理模型38-40
• 3.4.4 仿真模擬結(jié)果及優(yōu)化40-44
• 3.5 減阻實(shí)驗(yàn)裝置主要涉及參數(shù)范圍規(guī)定44-45
• 3.6 本章小結(jié)45-46
• 第4章 減阻實(shí)驗(yàn)裝置的標(biāo)定試驗(yàn)46-59
• 4.1 概述46
• 4.2 電阻應(yīng)變計(jì)的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)46-50
• 4.2.1 電阻應(yīng)變計(jì)原理及選擇46-47
• 4.2.2 電阻應(yīng)變計(jì)的貼片實(shí)驗(yàn)47-49
• 4.2.3 電阻應(yīng)變計(jì)的標(biāo)定試驗(yàn)49-50
• 4.3 減阻實(shí)驗(yàn)平臺的標(biāo)定試驗(yàn)50-52
• 4.3.1 減阻裝置室內(nèi)環(huán)境下的標(biāo)定方法50-51
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及分析51-52
• 4.4 減阻實(shí)驗(yàn)平臺在靜水中的標(biāo)定試驗(yàn)52-57
• 4.4.1 減阻實(shí)驗(yàn)裝置的安裝53-54
• 4.4.2 減阻實(shí)驗(yàn)裝置靜水標(biāo)定實(shí)驗(yàn)方法54-55
• 4.4.3 靜水標(biāo)定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與分析55-57
• 4.5 本章小結(jié)57-59
• 結(jié)論59-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 附錄64-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果65-67
• 致謝67

【參考文獻(xiàn)】

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2 張學(xué)俊,王麗娟,田軍;樹脂涂層對原油輸送管道的壁面減阻作用[J];石油煉制與化工;2001年03期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 朱海波;硅基底超疏水表面的構(gòu)建及其減阻特性研究[D];大連海事大學(xué);2012年

  本文關(guān)鍵詞：海洋用低表面能涂層的制備及其減阻實(shí)驗(yàn)平臺的搭建，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：438014