静态实验（精选十篇）
静态实验 篇1
传热过程非常广泛地存在于石油、化工、冶金、核能、食品、制药及动力等工程[1], 因而对新型强化传热设备的开发和研制具有十分重要的工程意义[2]。静态混合器作为一种新型先进的高效化工单元设备, 不仅广泛应用于强化传质场合, 在工作强化传热场合也获得了广泛应用。
SMX型静态混合器是目前常用的5种静态混合器之一, 国内外众多学者从实验研究和数值模拟研究两方面对其管内流场特性及传热性能进行了一些研究:H.Z.Li等[3]通过实验分析了SMX型静态混合器管内复杂流体的传热性能及流动特性, 并分析了其混合特性;Jildert E Visser等[4]对SMX型静态混合器中牛顿流体和非牛顿流体的流动特性和传热特性进行了三维数值模拟, 通过计算局部努赛尔得出, 当局部努赛尔小于700时, 流体通过第三个混合元件为充分发展, 计算的换热系数与实验基本吻合;王诗卉等[5]通过计算流体力学软件fluent针对3种结构SMX型静态混合器研究了其湍流状态下的流场特性分析, 得出了3板片结构的SMX静态混合器对流体湍动强化效果要优于4板片和2板片结构的SMX型静态混合器;章大海等[6]通过数值模拟研究了层流状态下的SMX型静态混合器内流场的流动特性及传热特性, 表明4板片的SMX型静态混合器的传热效果要好于2板片的SMX型静态混合器。
本文在此基础上, 采用实验研究方法在3 200≤Re≤6 000范围内, 对3组不同组合形式的SMX型静态混合器对湍流换热的强化作用进行研究, 为SMX型静态混合器在强化传热场合的应用与选型提供依据与指导。
1 实验与测量
1.1 实验模型
SMX型静态混合器混合元件是由成角度的导向叶片构成的“多X型”机构, 并且每个元件相对前一个旋转90°。本文分别对由2板片、3板片、4板片金属板构成的SMX2、SMX3、SMX4型3种SMX静态混合器传热性能进行研究, 3组混合元件的尺寸相同。其中4板片SMX静态混合元件结构如图1所示, 静态混合器的几何参数及流体介质参数如表1所示实验测试的SMX型静态混合器的换热管, 管长824 mm (包含法兰在内扭旋叶片与出口对齐) , 壁厚4 mm, 管内径68 mm材质为不锈钢。
1.2 试验装置
实验流程如图2所示:实验测量传热介质分别为冷水和热水, 水箱中冷水由水泵推动经流量计、换热管后排出;恒温水槽中的热水为高温流体, 恒温水槽内部底端装有温度传感器和加热器, 传感器测温点与加热器最近距离为30 mm, 与管壁最近距离为5 mm, 传感器连接温控器用以控制加热器来保持槽内水温恒定, 且恒温水槽中还设有循环泵, 使槽内整体水温保持一致。在换热管进、出口端的连接处分别装有热电偶温度传感器, 传感器测温点距离SMX叶片进出口中心约为5 mm, 分别记录进、出口的水温。测量时, 先将水注入恒温水槽和水箱, 后启动恒温水槽内加热器和循环泵对槽内水进行加热, 启动温度控制器调节热水温度至90℃左右。当恒温水槽温度恒定时, 启动冷水泵使冷水流经换热管, 通过阀门调节冷水流量, 观察换热管进、出口的温度值, 待一定时间数据稳定后开始记录。用差压变送器测量压力降, 两端的测量点距离SMX叶片进出口约5 mm。
实验在冷水流量0.6~3.2 m3/h范围内测量了流体流经SMX2、SMX3、SMX4型静态混合器管的努赛尔数和压降。
1.3 实验误差分析
根据Moffat[7]误差传递理论对实验数据进行误差分析, 设函数y=f (x1, x2, ……, xn) , 其中x1, x2, ……, xn是相互独立的变量, 则y的误差可表示为
式中, δx1, δx2, ……δxn分别是x1, x2, ……, xn的绝对误差。则y的相对误差可表示为
在本实验中, 引起误差的因素包括温度、体积流量、变送压差计、卡尺等因素。
1) 温度误差分析。
温度采集系统, △Τ=0.1℃, 10℃≤T≤80℃, 可得出
2) 体积流量的误差分析:
△V=0.1 m3/h, 0<P<1 000 Pa,
可得出体积流量误差为0.625%~3.3%。
3) 传热量Q的误差分析。
因为
所以:
由于
可取质量流量的误差和体积流量的误差相同。
4) 阻力系数f的误差分析。
根据以上分析, 实验误差结果如表2所示, 最大相对误差为6.6%。
1.4 水力直径及传热参数
SMX型静态混合器的水力直径定义[8]为混合单元空隙体积的4倍除以被润湿表面积:
依据式 (10) 得到:
SMX2的水力直径dh2=28.73 mm;
SMX3的水力直径dh3=29.49 mm;
SMX4的水力直径dh4=29.32 mm。
根据冷水流体的流量和进出口温度差可以得到总传热量为
总传热系数为
式中:A1为换热面积;△Tm为对数平均温差;努赛尔数为
2 实验结果与分析
试验对3种结构SMX混合器分别改变介质的流量, 考察不同结构对努赛尔数及压降的影响。
2.1 压降
在流体沿着管道流动时, 混合元件的存在不可避免地增加了流体沿流动方向的阻力, 增加了SMX型静态混合器内的压降。
将实验结果按式 (14) 计算可得到3种SMX型静态混合器的摩擦因子f与雷诺数的关系曲线如图3所示, 由图中可以看出摩擦因子f与雷诺数Re在对数坐标下呈线性关系, 运用MATLAB软件拟合其线性关系如下:
SMX2 static mixer:f=11.606·Re-0.311;
SMX3 static mixer:f=24.65·Re-0.102;
SMX4 static mixer:f=26.437·Re-0.103。
摩擦因子按2板片、3板片、4板片的顺序逐渐增大, 这是由于随着叶片数量的增加, 其与流体接触表面积增加导致压降变大。
2.2 传热特性
由式 (13) 得到努赛尔数与雷诺数的关系曲线如图4所示, 由图中可以看出努赛尔数与雷诺数在对数坐标下呈线性关系, 运用MATLAB软件拟合其线性关系如下:
SMX2 static mixer:Nu=3.016·Re0.359 2;
SMX3 static mixer:Nu=2.496·Re0.387 9;
SMX4 static mixer:Nu=1.121·Re0.515 4。
根据Webbs[9]在1994年提出的在单相流体情况下强化传热综合性能评价综合因子中的VG-1准则, 在相同泵功率消耗的情况下有
若不考虑插入物引起的传热面积增加并考虑水力直径, 则强化管与空管传热量比值为
得到在相同泵功耗下的强化传热综合性能评价因子的表达式为
其中:m=0.359 2, n=-0.311, 以2板片为基准, 即式中NuP、fP为2板片SMX型静态混合器的强化传热性能参数, 取Nue、fe为3板片、4板片SMX型静态混合器的强化传热性能参数, 得到强化传热综合因子与雷诺数的关系如图5所示。由图中可以看出, 3板片SMX型静态混合器的强化传热效果相较于2叶片SMX型静态混合器要优一些, 最高强化传热效率为2板片静态混合器的1.03倍;而4板片SMX型静态混合器的强化传热效果明显高于2板片SMX型静态混合器, 其最高强化传热效率为3板片静态混合的1.39倍。
3 结论
1) 在3 200≤Re≤6 000范围内, 3组不同组合形式的SMX型静态混合器的摩擦因子、努赛尔数均与雷诺数呈对数线性关系, 且4板片的斜率大于3板片及2板片;
2) 3组不同组合形式的SMX型静态混合器的对湍流换热强化作用比较, 4板片形式的更为显著, 传热效率相较于2板片形式的静态混合器提高约39%, 而3板片SMX型静态混合器的传热效率比2板片SMX型静态混合器稍高。
参考文献
[1]林宗虎.强化传热及其工程应用[M].北京:机械工业出版社, 1987.
[2]Grace C D.Static mixing and heat transfer[J].Chemical Processing Engineering, 1971 (7) :57-59.
[3]Li H Z.Hydrodynamics and heat transfer of rheologically complex fluids in a sulzer SMX static mixer[J].Chemical Engineering Science, 1996, 51 (10) :1947-1955.
[4]Visser J E.Three-dimensional numerical simulation of flow and heat transfer in the Sulzer SMX static mixer[J].Chemical Engineering Science, 1999, 54:2491-2500.
[5]王诗卉, 龚斌, 张静.SMX型静态混合器湍流特性的数值模拟[J].当代化工, 2011, 40 (8) :866-872.
[6]章大海, 王振波.Sulzer SMX型静态混合器内部流场数值模拟[J].石油化工设备, 2012, 41 (6) :33-36.
[7]Moffat R J.Using uncertainty analysis in the planning of an experiment[J].Journal of Fluids Engineering, 1985, 107 (2) :173-178.
[8]叶楚宝, 陆振民.五种静态混合器压力降的研究和比较[J].上海化工, 1984 (4) :33-37.
静态GPS实验报告 篇2
专业：
学号：
姓名：
组号：土木与水利工程学院测绘工程09-1班王震阳20094176C6
一、实验目的和要求
⑴了解静态GPS测量系统的组成部分。
⑵了解静态GPS相对定位模式的作业方法。
⑶了解GPS观测数据在计算机上的处理过程。
二、实验仪器和工具
1.外业：南方s82静态GPS接收机1套（7台）、已充电锂电池7块、对点器基座7套、铝合金三脚架7个。
2.内业：数据传输电缆1根、数据处理软件（南方
GPS）（含采集器与计算机通讯软件、基线向量处理软件、网平差及坐标转换软件）
三、实验环境
外业: 合肥工业大学南区
内业：南方GPS数据处理软件
四、实验成果
见《C6组GPS成果报告》
五、实验小结
可以说我们本次GPS静态测量实习，一共进行了三次尝试才最终将成果打印出来。前两次的失败有仪器的原因有人为的原因。第一次失败是因为学校的GPS仪器注册码过期导致无法继续工作而中途废弃。回到宿舍后我们给南方公司要了注册码将班级的所有仪器均注册了一下才使仪器可以使用。第二次失败是因为我们在观测的过程中有一台仪器没有电了，我们换了一节电池后，回来发现基线解算不合格。经过多次尝试还是没有合格后，我们组决定重新再来，进行了第三次GPS测量，这一次我们在前两次失败的经验教训之上终于完成了合格的解算工作。
静态实验 篇3
关键词：IPv6；过渡；连通性；静态路由
中图分类号：TP393 文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)15-30699-03
Test of the Connectedness and Static Router of IPv6 Network
LI Jie1,HUANG Wei-ping2
(1.School of Engineering and technology of China University of Geosciences，Beijing 100083,China;2.School of Information Engineering of China University of Geosciences，Beijing 100083,China)
Abstract:A small scale and low cost IPv6 laboratory based on the Windows was built and the methods of establishing it were explained thoroughly. It solved the problems about the background of IPv6 network developing. We tested and analyzed the connectedness and static router of IPv6 network and verified some characteristics of the IPv6 network.
Key words:IPv6;Transition;connectedness;static router
1 引言
随着Internet的飞速发展和全球网络用户数的剧增,现核心协议IPv4不断面临着窘境。作为下一代互联网核心协议的IPv6无论在地址空间、可靠性、移动性等诸多方面较IPv4而言都有很大的优势,它能为网络用户提供更好更高效更安全的服务。在中国,下一代互联网(CNGI)示范工程核心网建设项目CERNET2也已经在2004年底建成,是世界上最大规模的纯IPv6网络。可以预见,由IPv4过渡到IPv6仍需要很长的一段时间,对IPv4/IPv6综合组网形式的研究,有助于探索下一代互联网的发展方向和技术模式，影响着IPv6实用化和商业化的步伐，同时对IPv6自身的完善和发展也具有促进作用。
2 实验环境的建立
2.1 实验环境基础结构
在参考了微软在其网站上公布的IPv6实验室的基础上，我们的实验环境的基础结构和微软一样由5台计算机构成，为了节省经费，IPv6路由器由两台微机担任，其他计算机也是普通微机，它们分别完成以下服务：一台运行Windows Server 2003 (SP1)标准版的计算机，用作Domain Name System DNS服务器，这台计算机命名为DNS；两台运行Windows XP Professional (SP2)的计算机，用作客户机，计算机分别命名为CLIENTA和CLIENTB；两台运行Windows Server 2003 (SP1)标准版的计算机，用作路由器，计算机分别命名为ROUTERA和ROUTERB。
下面图1就是该基本实验环境的逻辑结构图：每个子网上的计算机都连接到一个独立的普通100M集线器或者2层交换机上。用作路由器的计算机ROUTERA和ROUTERB均安装了两块网卡。这样的实验环境配置，总体造价在2万元左右，如果利用原有的计算机，整个系统的造价就更低，一般的单位都可以承受。该方案解决了IPv6网络的实验开发运行的环境问题。
2.2 具体配置方法
DNS的配置：
DNS为测试实验室提供DNS域名解析服务，我们设置DNS的域名为test.ipv6.lab。步骤分别为：
(1)以单机方式安装Windows Server 2003;
(2)以管理员身份登录后，配置TCP/IP协议，将其IPv4地址设置为192.168.10.3，子网掩码为255.255.255.0，默认网关设为192.168.10.1;
图1 基本实验环境的逻辑结构示意图
(3)安装DNS Server服务;
(4)创建名为test.ipv6.lab的前向查找区，并将此查找区用作支持动态更新的主区;
(5)安装IPv6协议，其命令格式为netsh interface ipv6 install。使用命令netsh interface ipv6 set address "localConnection" "IPv6address"将其本地连接接口的IPv6地址设置为FEC0:0:0:10::3。具体命令为 netsh interface ipv6 set address 4 FEC0:0:0:10::3。
客户机的配置：
CLIENTA和CLIENTB都作为客户机使用。下面以CLIENTA的配置为例说明其配置步骤：
(1)CLIENTA上，以工作组的方式安装Windows XP(带SP2);
(2)以管理员身份登录后，配置TCP/IP协议，将其IPv4地址设为192.168.10.2，子网掩码为255.255.255.0，默认网关设为192.168.10.1, DNS服务器的IPv4地址为192.168.10.3。然后配置DNS属性，以使局域网连接的专用后缀为test.ipv6.lab，并且指定在DNS注册中使用连接的DNS后缀;
(3)安装IPv6协议。其命令格式为netsh interface ipv6 install。使用命令netsh interface ipv6 set address "localConnection" "IPv6address"将其本地连接接口的IPv6地址设置为FEC0:0:0:10::2。CLIENTB的配置步骤与CLIENTA的类似。将CLIENTB的IPv4地址设为192.168.30.2，CLIENTB的IPv6地址设为FEC0:0:0:30::2。
路由器的配置：
ROUTERA用作子网1和子网2之间的路由器，ROUTERB用来作子网2和子网3之间的路由器。下面以ROUTERA的路由器配置为例说明其执行步骤：
(1)ROUTERA上，首先安装Windows Server 2003 (SP1)标准版；
(2)以管理员的身份登录后，安装IPv6协议。其命令格式为netsh interface ipv6 install；
(3)为子网1配置IPv4协议，IPv4地址设为192.168.10.1，子网掩码为255.255.255.0，DNS服务器的IP地址为192.168.10.3。然后再对DNS属性进行配置，使局域网的连接专用后缀为test.ipv6.lab，且指定在DNS注册中使用连接的DNS后缀。为子网1配置IPv6协议，IPv6地址设为FEC0:0:0:10::1；
(4)为子网2配置IPv4协议，IPv4地址设为192.168.20.1，子网掩码为255.255.255.0, 默认网关为192.168.20.2，DNS服务器的IP地址为192.168.10.3。然后再对DNS属性进行配置，使局域网的连接专用后缀为test.ipv6.lab，并且指定在DNS注册中使用连接的DNS后缀。为子网2配置IPv6协议，IPv6地址设为FEC0:0:0:20::1；
(5)运行注册表编辑程序(Regedit.exe)，将键值HKEY_LOCAL_ MACHINESYSTEMCurrentControlSetServicesTcpipParametersIPEnableRouter设置为1。这样就启用了在子网1和子网2之间进行的IPv4路由；
(6)重启ROUTERA。
ROUTERB可用类似命令配置，不同的是ROUTERB在子网2配置IPv4地址设为192.168.20.2，默认网关为192.168.20.1，IPv6地址设为FEC0:0:0:20::2；子网3配置IPv4地址设为192.168.30.1，IPv6地址设为FEC0:0:0:30::1。
通过以上操作，IPv6实验环境的基础结构就建立完毕了。
3 IPv6网络连通性与静态路由测试及分析
3.1 链路本地 ping
以下步骤完成使用链路本地址ping主机，并查看在邻居和路由高速缓存中创建的项目：
(1)在CLIENTA上，键入命令netsh interface ipv6 show address命令来获取名称为“本地连接”（为了方便在这我改名为net 1）接口的链路本地地址和接口标识。从命令执行后输出得出CLIENTA“本地连接”接口的接口标识为4，链路本地地址为fe80::213:d3ff:fe27:aab4和FEC0:0:0:10::2；
(2) 在ROUTERA上，键入命令netsh interface ipv6 show address命令来获取子网Subnet 1接口（改名为net 1）和子网Subnet 2接口（改名为net 2）的链路本地地址和接口标识。从命令执行后输出得出ROUTERA子网Subnet 1接口的接口标识为4，链路本地地址为fe80::213:d3ff:fe27:aa78和FEC0:0:0:10::1；子网Subnet 2接口的接口标识为5，链路本地地址为fe80::205:5dff:fe0f:4e0c和FEC0:0:0:20::1；
(3)在CLIENTA上，键入命令来ping ROUTERA在子网Subnet 1上的接口的链路本地地址。命令格式：ping IPv6地址%接口标识符，从图2结果可以看出ping命令是通的，说明CLIENTA与ROUTERA是连通的；
(4)在CLIENTA上，键入命令netsh interface ipv6 show neighbors来查看CLIENTA的邻节点高速缓存中关于ROUTERA的表项。从命令执行后结果可以看到ROUTERA的物理地址fe80::213:d3ff:fe27:aa78，类型是可到达的；
(5)在CLIENTA上，键入命令netsh interface ipv6 show routes来查看CLIENTA的路由表中的表项；
图2ping ROUTERA命令执行结果
由于还没创建路由，命令执行后显示没有找到项目；
(6)在CLIENTA上，键入命令netsh interface ipv6 show destinationcache来查看CLIENTA的目标高速缓存中关于ROUTERA的表项。从命令执行后结果可以看到ROUTERA的本地链路地址fe80::213:d3ff:fe27:aa78。
3.2 创建静态路由结构
以下步骤完成配置静态路由结构以便实现使用IPv6通讯可到达所有实验室节点，执行如下步骤：
(1)在ROUTERA和ROUTERB上，键入netsh interface ipv6 show address命令来分别获取Subnet 1、Subnet 2和Subnet 3接口的链路本地地址和接口索引号；
通过命令可以得出ROUTERA中Subnet 1接口索引号为4，链路本地地址为fe80::213:d3ff:fe27:aa78和FEC0:0:0:10::1，Subnet 2接口索引号为5，链路本地地址为fe80::205:5dff:fe0f:4e0c和FEC0:0:0:20::1；同样得出ROUTERB中Subnet 2接口索引号为4，链路本地地址为fe80::213:d3ff:fe27:aab4和FEC0:0:0:20::2，Subnet 3接口索引号为5，链路本地地址为fe80::205:5dff:fe0f:c798和FEC0:0:0:30::1；
(2)配置ROUTERA, ROUTERB，使其支持IPv6的静态路由。
使用命令系列：netsh interface ipv6 set interface "Subnet 1 Connection" forwarding=enabled advertise=enabled
netsh interface ipv6 set interface "Subnet 2 Connection" forwarding=enabled advertise=enabled
netsh interface ipv6 add route FEC0:0:0:10::/64 "Subnet 1 Connection" publish=yes
netsh interface ipv6 add route FEC0:0:0:20::/64 "Subnet 2 Connection" publish=yes
netsh interface ipv6 add route ::/0 "Subnet 2 Connection" nexthop=ROUTERBAddressOnSubnet2 publish=yes
具体对ROUTERA命令如下：
C:>netsh interface ipv6 set interface 4 forwarding=enabled advertise=enabled
C:>netsh interface ipv6 set interface 5 forwarding=enabled advertise=enabled
C:>netsh interface ipv6 add route FEC0:0:0:10::/64 4 publish=yes
C:> netsh interface ipv6 add route FEC0:0:0:20::/64 5 publish=yes
C:>netsh interface ipv6 add route ::/0 5 nexthop=fe80::213:d3ff:fe27:aab4 publish=yes
同样具体对ROUTERB也类似，这里就不详细说明了。
(3)在CLIENTA和CLIENTB上，分别键入netsh interface ipv6 show address命令来查看局域网接口上基于站点本地前缀FEC0:0:0:10::/64、FEC0:0:0:30::/64的新地址。从命令输出结果可以看到CLIENTA的本地连接地址新增为FEC0::10:213:d3ff:fe27:aa59,CLIENTB的新地址为FEC0::30:213:d3ff:fe27:aa59。
(4)在CLIENTA和CLIENTB上，分别键入netsh interface ipv6 show routes命令来查看用于FEC0:0:0:10::/64、FEC0:0:0:20::/64、FEC0:0:0:30::/64和::/0的新路由。从命令输出结果可以看到CLIENTA的新路由为FEC0:0:0:10::/64、FEC0:0:0:20::/64和::/0；CLIENTB的新路由为FEC0:0:0:20::/64、FEC0:0:0:30::/64和::/0，CLIENTB结果如图3所示。
图3 CLIENTB查看新路由命令执行结果
(5)在CLIENTA上，键入ping CLIENTBSiteLocalAddress命令来ping CLIENTB站点本地地址。命令结果如图4所示,说明CLIENTA与CLIENTB是连通的。
图4 CLIENTA ping CLIENTB命令执行结果
(6)在CLIENTA上，键入带-d选项的tracert6 -dCLIENTBSiteLocalAddress命令来跟踪CLIENTA和CLIENTB之间的路由。可以看到ROUTERA的Subnet l的地址FEC0:0:0:10::1和ROUTERB的Subnet 2的地址FEC0:0:0:30::1。
(7)在ROUTERA上，键入命令netsh interface ipv6 show neighbors在路由器ROUTERA的邻居高速缓存中查看与CLIENTA和ROUTERB相关的表项；键入命令netsh interface ipv6 show destinationcache在路由器ROUTERA的目标高速缓存中查看与CLIENTA和ROUTERB相关的表项。
如图5所示，ROUTERA的邻居高速缓存中可以看到除了本机之外的CLIENTA的本地链路地址fe80::213:d3ff:fe27:aa59，类型不是路由器；也可以看到ROUTERB的地址fe80::213:d3ff:fe27:aab4、fe80::205:5dff:fe0f:c798和FEC0:0:0:20::2，类型是路由器。ROUTERA的目标高速缓存中可以看到除了本机之外的ROUTERB的地址fe80::213:d3ff:fe27:aab4和fe80::205:5dff:fe0f:c798。
图5 ROUTERA邻居高速缓存中查看命令执行结果
4 结束语
基于WINDOWS平台的IPv6实验室的成功搭建,使我们对IPv6技术有了基本的了解和掌握。构建IPv6试验网络，作为从事研究IPv6技术的基础性工作，取得了初步成效。在此基础上还将进行更多的IPv6技术，诸如IPv6安全功能(IPSec)、FTP服务、视频服务、IPv6与防火墙、IPv6组播技术及IPv6网络应用的研究与实现，为校园网今后向下一代互联网的全面过渡和IPv6应用的普及做好充分的技术准备和支持。
参考文献：
[1](美)Pete Loshin著，沙斐，程莉，周立译.IPv6详解[M].北京:机械工业出版社，2000.4.
[2](美)Joseph Davies著，张晓彤，晏国展，曾庆峰译.理解IPv6[M].北京:清华大学出版社，2004.3.
[3]Richard Draves.Default Address Selection for Internet Protocol version 6(IPv6)，RFC3484[S]，2003.02.
[4]Christian Huitema, Rob Austein，Suresh Satapati，Ronaldvan derPol. Unmanaged Networks IPv6 Transition Scenarios，RFC3750[S]，2004.4.
[5]陈彦，卢朝晖，傅光轩.基于多种操作系统构建IPv6试验网的研究与实现[J].计算机工程，2003, 29（20）:185-190.
[6]代长城.IPv4与IPv6的互操作研究及网络实验[J].计算机工程与应用，2004，27: 135-138.
静态实验 篇4
宝钢生产的B410LA冷轧高强度钢板,是通过在低碳钢中添加少量的铌或钛等合金元素,使其与碳、氮等元素形成碳化物、氮化物并在铁素体基体上析出,从而提高钢的强度。该钢种在汽车车身上有着广泛的应用。对于一些常用的钢材已经有学者对其动静态力学性能进行过研究[1,2],本文通过对该牌号的钢板进行准静态和动态拉伸实验得到其主要的力学性能参数,并采用幂指强化模型来描述该材料的本构关系,通过拟合得到模型中的材料常数。
2 准静态拉伸实验及本构关系拟合
试样的准静态拉伸实验所采用的应变率为0.001/s,实验设备为CMT5305微机控制电子万能材料试验机。按照《金属拉伸试验方法》GB228-87和《金属拉伸试验试样》GB6397-86中短比例试样的标准,制备了两个试样。图1中的实线为拉伸实验得到的应力—应变曲线,从图中可知两个试样的屈服强度分别为478.7MPa和501.64MPa,抗拉强度分别为720MPa和779.37MPa。应力—应变曲线上有明显的屈服平台,两次实验结果吻合良好。
幂指强化本构模型的表达式为[3]:
式中:A、B和n——三个待定系数;
σ——等效应力;
ε——等效塑性应变。
通过曲线拟合得到:A=294MPa,B=724MPa,n=0.2968。因此,材料的本构关系为:
采用此模型得到的应力-应变关系曲线如图1中的虚线所示。从图中可以看出拟合效果良好,证明该模型可以较好的表达B410LA的应力—应变关系。
3 动态拉伸实验
3.1 动态拉伸实验装置与试样
本试验采用的由湖南大学土木学院自主研发的直接拉伸Hopkinson拉杆,如图2所示。实验中采用的套筒子弹直接打击入射杆端面产生拉伸入射应力波,不同于常用的反射式拉伸。由于该方法加载的入射波为直接拉伸波,加载波长及幅值相对容易控制。在加载波长及幅值较大的情况下,可以直接将钣金试样拉断,从而使得测量得到的动态应力—应变曲线更完整,也能得到试样的动态最大拉伸强度。实验装置的主要尺寸为:拉杆直径为16mm,系统采用两根2m长的拉杆拼接成一根4m长的入射杆,透射杆长为1.5m,加载的套筒子弹内径16mm,外径37mm,长200mm。在离入射杆装试样端面约1.7m处串联对称贴2片应变片,放大采用桥式超动态应变仪(动态频响1MHz),数据采集采用Tek4034示波器,采样率设定为5M/s。
试样的尺寸及动态拉伸后的试样照片如图3所示,采用如图4所示的夹具进行夹持和锁紧。
3.2 实验结果及讨论
采用如上所述的动态拉伸实验方案进行了两次拉伸实验,得到的应力—应变曲线如图5所示,应变率分别为996/s和1005/s,动态拉伸强度分别为888MPa和900MPa,两次实验结果吻合良好。与准静态拉伸实验得到的抗拉强度相比,动态拉伸的抗拉强度提高了19.5%,这说明材料的强度随着应变率的增加而提高。同时,从动态拉伸应力—应变曲线可看出:在动态拉伸过程中不存在明显的屈服平台,材料的弹性变形向塑性变形的过渡平滑。
4 结论
通过准静态拉伸和动态拉伸实验得到了B410LA材料的静态和动态应力—应变曲线,采用幂指强化模型并进行曲线拟合得到B410LA的本构关系表达式。通过对静态和动态拉伸实验结果的比较可知:B410LA材料的强度随着应变率的增加而提高,动态拉伸应力-应变曲线不存在明显的屈服平台。
摘要：B410LA是汽车车身中常用的一种高强度钢板,通过准静态和动态拉伸实验,得到了B410LA在不同应变率下的应力-应变曲线。实验结果说明B410LA材料的强度随着应变率的增加而提高。通过对应力-应变曲线拟合得到了B410LA的本构关系,为有限元模拟提供了可靠的材料参数。
关键词：材料实验,拉伸,钢板,汽车,B410LA
参考文献
[1]胡昌明,贺红亮,胡时胜.45号钢的动态力学性能研究.爆炸与冲击,2003,23(2):189-194.
[2]范志强,高德平,覃志贤,等.20号钢的冲击拉伸力学性能试验研究.燃气涡轮试验与研究,2006,19(2):35-39.
动态资源 “静态”应对 篇5
一、错误资源——变废为宝,大放异彩
在“一切为了学生发展”的新课程理念下,对于错误资源,教师要把握点拨、诱导、引领的机会,适时变废为宝,使课堂教学大放异彩。例如,教学“8加几”时,教师先让学生观察图意,引出算式8+7,然后让学生用小棒摆一摆,讨论可以用哪些方法计算。学生通过操作讨论,明白“凑十法”是一种最有效的方法,接着让学生试着计算8+6。
师:通过讨论,你知道8+6等于多少吗?
生1:8+6=14。
生2:不对,8+6=15。(学生们哄堂大笑)
师(微笑地):能说说你是怎么想的吗?
生2(腼腆低声地):昨天我们计算9+8时,不是说9向8借1凑成10吗?那计算8+6时,也是同样的道理,8向6借1,6变成5,不就等于15吗?
师:你会联系旧知识来学习新内容,真了不起!(学生们议论纷纷,大家经过共同讨论,找到了正确答案)
师:从刚才的计算中,你们又明白了什么?
生2:我明白了7+几就得向另一个数借3凑成十,计算6+几就得向另一个数借4凑成10……(他的回答令全班学生另眼相看)
这里,教师让学生充分展示思维过程,显露错误中的“闪光点”,顺着学生的思路将合理成分激活,有效地引导学生深入思考,使学生通过查错、思错、纠错活动,获得新的启迪。
二、差异资源——因势利导,共同提高
学生间存在着个体差异,面对这些差异性生成资源我们要因势利导,让不同的思维在交流中碰撞,促进全体学生共同提高,使课堂呈现不加修饰的“原汁原味”。例如,教学“分数除法”一课,在解决“÷2这个算式应该怎样算”时,不同的学生就有不同的方法。部分学生循规蹈矩,用分数乘法的法则类推出分数除以整数的计算方法,即÷2=÷=。部分学生标新立异,得出里有4个,2个就是的一半,所以除以2就是求的一半是多少。有学生提出疑问:“这两种方法能解决÷2,但不能解决÷3。”这时,一学生说,他根据分数的基本性质把被除数的分子、分母同时扩大3倍,不改变被除数的大小。有学生喜欢一分为二地看问题,说:“如果是÷,按这种方法算不是太麻烦了?”也有学生认为:“除以2就是把平均分成2份求1份是多少,根据求一个数的几分之几是多少用乘法计算,所以能转化为分数乘法,即÷2=×=。”正是由于不同学生的不同方法,引发了学生的思维,从而促进学生去探索、去创造。课堂教学中,教师应该对学生不同的思维方式进行挖掘与引导。
三、意外资源——化险为夷,即兴创造
在课堂教学中,针对其中有价值的“意外”,我们应该合理改变教学预设,即兴创造,演绎不曾预约的课堂精彩。例如,教学“7的乘法口诀”一课时,教师预设先让学生观察插图,由图说出几个7,再一步步归纳得出7的乘法口诀。可没想到课刚开始,一个学生就站起来说:“老师,7的乘法口诀我会背。”随后,许多学生都附和着说自己也会,有的甚至还摇头晃脑地背了起来。“这可怎么办?”教师一下子愣住了。但他立刻做出了一个决定,抛弃原来精心准备的教案,就从学生的这个实际情况出发,重整教学流程。于是,教师说:“你们真厉害,连乘法口诀都会背,不错,不错。有不会背的吗?”果然,几只小手怯生生地举了起来。教师抓住契机说:“还有一些小朋友不会,你们愿意帮助他们吗?你打算用什么方法让他们把7的乘法口诀记得又快又牢呢?”这下课堂沸腾了,学生有的指着书上的插图教着;有的用小棒教着;有的索性拿自己的手指比画着;还有的干脆直接背口诀来记……在这里,正是由于教师对学生的意外资源进行冷静处理,使得学生由“学数学”变成“教数学”,学习热情直升极点。
总之,面对课堂上的动态生成,我们应该“静态”应对,及时了解学生现实学习状态中的困惑、疑问,然后整合形成新的、有用的资源,继而推进教学过程,让课堂教学精彩纷呈。
静态实验 篇6
相同质量的煤低温氧化过程中耗氧量越多,产生热量越大,越容易自燃,因此,可以用耗氧量来粗略判断煤的自燃倾向性强弱。低温阶段煤的氧化耗氧速率体现了煤对氧的反应活性,可作为预测煤自燃的辅助手段。在低温条件下,煤动态物理吸附O2的总量与煤氧化过程消耗的O2量基本相等[1]。煤静态物理吸附O2量可以采用色谱吸附O2的方法获得[2],而耗氧量一般采用让一定浓度的O2通过煤体,测试流态O2浓度变化来求得煤的耗氧量[3,4,5]。这种方法在较低温度段检测不到流态O2浓度的变化量,即使能够检测,其误差也较大[1]。
目前在煤低温耗氧方面研究较多的是通过实验揭示耗氧量、耗氧速率随温度变化的规律,而利用耗氧规律来分析化学反应动力学的研究却很少。等温实验研究表明,煤氧化反应的平均级数通常不为1,反应级数和速率常数都是温度的函数,在较低温度下,随温度降低,反应级数增加,反应速率常数降低[3]。另有不少学者利用热分析技术[6,7,8]研究煤热解动力规律,由此证明煤氧化阶段由不同的氧化机理函数控制;但该技术受浮力、对流、挥发物冷凝和测量温度误差等多方面的影响,而且在煤的低温氧化阶段受到水分蒸发失重的影响,失重曲线有时并不能准确地显示煤的分解,对直接测定煤的化学转化存在影响。
笔者采用静态氧化方法来测试煤低温氧化过程的耗氧量来考察煤的低温氧化特性。该测试方法是将一定粒度的煤置于一封闭的充满一定浓度O2的空间内,对该空间进行温度控制使煤氧化,然后测试封闭空间的O2浓度的变化量,以此测试出煤低温氧化耗氧量。
1 煤低温氧化耗氧量静态测试系统
煤耗氧量静态测试系统[1]如图1所示,在一蒸馏烧瓶(内体积1 000 mL)内充满空气,煤样置于烧瓶内,在烧瓶的支管处连接一耐高温(200 ℃以上)气样采集袋采集气样,还可以收集烧瓶内气体受热膨胀体积变大时的部分气体,使烧瓶内的气体压力保持不变。风扇运转增加气流对流换热,从而使温度控制箱体内的温度场能够较快地均匀分布。该实验用色谱气体分析仪进行气体分析。
2 煤低温耗氧的化学动力理论研究
煤低温氧化产生的气体与固体生成物附着在煤表面,因此煤低温氧化反应化学式可写成气固反应形式:煤(s)+O2(g)→Cm(g)+X(s),Cm表示生成的气体
产物,X表示生成的固体产物,下标g和s分别表示气体和固体表面。煤氧复合的速度v就是O2消耗速率,v与O2浓度c的关系可表示为
式中:c为O2体积分数,%;t为反应时间,s;n表示反应级数;k为反应速率常数,k=Ae-E/RT;T为反应温度,K;A表示指前因子;E为反应活化能,J/mol;R为气体常数,R=8.314 J/(mol·K)。
由此,煤低温氧化n级反应耗氧速率方程为
假设环境热量能够较迅速地传给煤样,静态耗氧实验的升温速率w=dT/dt恒定,则
对式(2)整理并积分得:
对式(4)等号左边积分得:
在20～200 ℃的低温状态时
联立式(4)、式(5)得到:
采用迭代法和线性最小二乘法结合的方法求E,A。
由于RT/E≈0,故式(8)可写成:
ln[f(c)/T2]=ln(AR/wE)-E/RT (9)
ln[f(c)/T2]∝1/T,斜率为-E/R,截距为ln(AR/wE),f(c)由式(5)确定。因此,由实验测得低温氧化阶段的耗氧量及对应温度,即通过斜率和截距可求得活化能E和指前因子A。
3 煤低温静态耗氧实验结果及化学动力分析
选用柴里气煤作为实验煤样,其粒度为80～120目,质量40 g,在一蒸馏烧瓶(内体积1 000 mL,忽略温度膨胀体积变化)内充满空气,煤样置于烧瓶内,在烧瓶的支管处连接一耐高温(200 ℃以上)气样采集袋,用色谱进行气体分析,分别测得柴里气煤在各温度点恒温1 h的耗氧量[1]。耗氧量及对应温度实验结果趋势曲线如图2所示。
利用最小二乘法对式(9)进行线性拟合。根据如图2所示将煤低温氧化阶段分为40～75 ℃、75～100 ℃、100～130 ℃、130～160 ℃、160～190 ℃共5个阶段,并利用最小均差和算法选择出线性最好时对应的反应级数n,通过拟合得到的斜率和截距,求出各阶段的平均活化能。各阶段反应级数和线性拟合结果见图3,计算得出的化学反应动力学参数见表1。
注:升温速率w=10/3 600=0.002 78 K/s。
由计算结果可见:
1)在实验温度范围内,煤氧复合反应级数皆小于1。由于40～75 ℃阶段主要是化学吸附为煤氧复合提供能量,化学反应消耗氧量对反应的发展影响不大,因此反应级数近似于0,说明该阶段O2浓度对煤氧复合反应的控制能力较小;75～100 ℃阶段反应级数最大,表明该温度段的吸氧能力最高,煤氧复合处于活跃期,化学反应为煤的深度氧化提供大量热能;100～190 ℃阶段反应级数降低,近似于0,反应速率受O2浓度影响较小,说明在较高温度段反应动力成为煤氧复合的主要控制机制;160～190 ℃阶段反应级数有上升趋势,说明氧在该阶段的重要作用重新显现。
2)煤氧化活化能随温度升高而降低,表明温度越高,煤越容易氧化。40～75 ℃阶段活化能为69.983 kJ/mol,近似于H.Wang[10]得出的直接耗氧反应的反应活化能。160～190 ℃阶段的活化能为负值,表明此时的反应没有能垒,但反应速率将随温度升高反而降低。利用Tolman对活化能的定义[11]来分析,活化能为负可能源于:①煤氧复合反应较高温度时放热加快,使反应气体温度升高,反应物分子的能量高于活化络合物的能量,从而使得活化能为负值;②该阶段生成了稳定的寿命较长的活化络合物,其越稳定,活化能越低。活化络合物覆盖在煤体表面,影响煤氧的直接接触,因此高温阶段煤的氧化呈现出自发反应的特征。
4 结论
1) 从化学动力学角度推导出煤低温氧化耗氧速率方程,并利用Agrawal近似法得出O2浓度与温度的理论关系式;
2) 在理论研究基础上对柴里气煤静态耗氧实验结果进行分析,通过最小二乘法拟合、最小均差和算法得到柴里气煤各温度段反应级数及活化能。研究表明:煤氧复合反应的反应级数小于1;当温度大于100 ℃时O2浓度对反应速率影响不大,但温度再高时,O2浓度的影响有增强趋势。借用近代分子碰撞理论和Tolman对活化能的定义,解释了柴里气煤低温氧化过程中活化能与温度、反应速率的关系以及负活化能的形成;随温度升高,煤的氧化变得容易,当温度升高到一定程度时,煤氧复合反应呈现自发反应的状态;
3) 利用耗氧量与温度等宏观变量求解活化能与反应速率,为煤低温氧化阶段的动力分析提供了一条新思路。
参考文献
[1]陆伟.煤自燃逐步自活化反应过程研究[D].徐州:中国矿业大学,2006.
[2]戚颖敏,钱国胤.煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法与应用[J].煤,1996,5(2):5-9.
[3]张辛亥,徐精彩,邓军,等.煤的耗氧速度及其影响因素恒温实验研究[J].西安科技大学学报,2001,22(3):243-246.
[4]邓军,徐精彩,李莉,等.煤的粒度与耗氧速度关系的实验研究[J].西安交通大学学报,1999,33(12):106-107.
[5]徐精彩,许满贵,文虎,等.煤氧复合速率变化规律研究[J].煤炭转化,2000,23(3):65-66.
[6]何启林,王德明.煤的氧化和热解反应的动力学研究[J].北京科技大学学报,2006,28(1):2-4.
[7]戴广龙.煤低温氧化及自燃特性的综合实验研究[D].徐州:中国矿业大学,2005.
[8]叶振兴.煤的低温氧化实验及对模拟试验数值模拟研究[D].淮南:安徽理工大学,2005.
[9]胡荣祖,史启祯.热分析动力学[M].北京:科学出版社,2001.
[10]H.WANG,B.Z.DLUGOGORSKI,E.M.KENNEDY.Ki-netic Modeling of Low-Temperature Oxidation of Coal[J].Combustion and Flame,2002,131:452-469.
静态实验 篇7
IPv4基于32比特地址方案, 理论上能够使整个INTERNET上有40亿台主机。1990年一个初步的研究得出结论:IPv4地址空间将被耗尽。Steve Deering提出128比特的地址长度了SIPP提案, 并被IANA定义协议分配版本号使6。
1.1 IPV6特性
IPv6解决了IPv4中大的地址空间, 主要改进了互联网全球可达、编址层次等级、聚合、多重地址、自动配置、重新编址、多播使用、高效包头、流标签、扩展包头、移动性、安全性、过渡等诸多特性。
1.2 IPV6网络静态路由
和IPv4相同, 静态IPv6路由手工地添加到路由器的配置中。IPv6 route命令添加静态IPv6路由。该命令对应于IPv4中的IP route命令。一旦确定了目的IPv6网络, 路由必须指向下一跳IPv6地址或路由器的接口。
route ipv6-prefi x参数是目的IPv6网络, prefi x-length是给定的IPv6子网掩码;nexthop是用来目的IPv6网络的下一跳IPv6地址;interface是用来指示静态路由输出的端口号, link-local-address下一跳的本地链路地址;distance是可选参数, 设定管理距离, 默认情况下, 静态路由的管理距离是1。
2 实验设计与实现
2.1 配置要求
采用Cisco Packet Tracer Instructor 6.1模拟器, 此模拟器IOS固件升级到15.1, 可进行ipv6等相关配置。如图1中, 应用3台1841路由器, 2台2950-24交换机, 2台终端PC机。此拓扑图中, 采用3台1841路由器是构建一个简单的静态路由网络, 能实现静态路由的完整的指令。2台交换机在此拓扑中可删除, 并无任何操作指令。加交换机是为阐述不仅仅只能连接一台终端PC, 若需扩展其它多台终端设备, 皆可直接此交换机。表1为图1拓扑图中各路由器端口IPv6地址。
2.2 静态路由配置实验
对于R1路由器来说, ipv6-prefi x/prefi xlength (目的IPv6网络) 为2001:1::/64和2001:4::/64, 即为无法直接连接的网络。next-hop (下一跳IPv6地址) 对于2001:1::/64目的网络来说为2001:2::2, 即R2路由器的f0/1接口。对于2001:4::/64网络来说下一跳IPv6地址为2001:3::3, 即R3路由器的f0/1接口。R2路由器和R3路由器类似。特别说明下, 在图1拓扑图中, 对于R2路由器, 下一跳IPV6地址是固定的地址2001:2::1, 即R1路由器的f0/0接口。对于R3路由器, 下一跳IPV6地址是固定的地址2001:3::1, 即R1路由器的f0/1接口。如图2。
通过Show ipv6 int bri查看路由器的IPv6本地链路地址。结果如图3。
对于R1路由器来说, interface (静态路由输出的端口号) 为f0/0和f0/1, 其中f0/0的目的网络是2001:1::/64, link-local-address (下一跳本地链路地址) 是R2的f0/1端口, 即FE80::2E0:F7FF:FEB0:A902;f0/1的目的网络是2001:4::/64, link-local-address (下一跳本地链路地址) 是R3的f0/1端口, 即FE80::201:42FF:FE9C:302。
对于R2路由器。目的网络分别为2001:3::/64和2001:4::/64, interface (静态路由输出的端口号) 为f0/1, link-local-address (下一跳本地链路地址) 是R1的f0/0端口, 即FE80::202:17FF:FE23:A901。
对于R1路由器。目的网络分别为2001:1::/64和2001:2::/64, interface (静态路由输出的端口号) 为f0/1, link-local-address (下一跳本地链路地址) 是R1的f0/1端口, 即FE80::202:17FF:FE23:A902。如图4。
经测试, 2台PC机可以互通, 实现网络通信。
3 结束语
随着IPv4资源的匮乏, IPv6技术的普及是当今网络发展的必然趋势。随着更多智能设备加入IPv6地址大本营, 配置人员对IPv6设备有限的情况下, 采用Packet Tracer仿真软件实现拓扑搭建实验, 同步开展针对新知识、新技术的学习, 将发挥更重大作用。
摘要：通过介绍IPv6及基于IPv6的静态路由的二种方法, 并借助计算机网络实验教学仿真软件cisco packet tracer来讲解IPv6静态路由的配置技术及实验过程, 丰富了计算机工程组网中路由配置实验教学内容。
关键词：cisco packet tracer,IPv6静态路由
参考文献
原油静态计量技术 篇8
在原油贸易交接计量中, 我国一般采用吨等质量单位。在国外原油贸易交接中则采用体积单位, 典型的有桶、加仑、升和立方米等。因原油的体积随温度和压力的变化而变化, 因此在贸易交接中必须是在标准条件下进行。我国原油交接的标准条件是:压力为101.325kPa, 温度为20℃;美国的标准条件是:压力为101.325kPa, 温度为60℉;国际单位制规定的标准是:压力为101.325kPa, 温度为15℃。由于使用了标准条件, 原油的体积就可以看成是保持不变的量, 石油贸易者就可以进行正常的交易。
静态计量技术的计量方式
静态计量是在大气压力下测量大罐液面的高度, 把测得液面高度通过容量表转化成体积量。
1大罐标定和容量表
为了获得大罐容量表, 必须对大罐进行标定。最普通的油罐标定方法是人工围测法, 即通过测量大罐的外围周长来确定大罐的内径, 进而确定大罐的体积。为了提高准确度, 必须使用标定过的合格的钢卷尺。为了计算大罐铁壳的热膨胀还应引入修正因子, 对周向应力进行修正。将大罐体积的增量和体积单位考虑上, 最后就得到大罐的容量表。
大罐的标定除人工围测法外, 还有光学参照法及光学三角法。光学三角法现在还不是API标准, 但该方法记录在国际标准ISO 7507中。
2大罐测量
测量大罐液面常常称之为“规测”, 常用检尺方法为检空尺法, 测量的是从计量孔顶部参照点到罐中液面的距离。检实尺法比检空尺法计量精度偏低些, 因为尺锤可能倾斜或者可能触到罐底内的脏物。所有检尺方法均在美国API标准第3章中有详细的规定。
根据检尺数据, 结合容量表, 就可确定大罐的原油的毛体积, 对毛体积进行温度、杂质和含水的修正, 就可确定净油体积。
3大罐温度的测量
通常由温度计或电子温度计测得大罐内油品的温度。测量油罐温度的程序在API标准第7章中有详细规定。推荐的方法是取上 (上1/3处) 、中 (液面中间高度) 、下 (下1/3处) 的平均温度, 也可只测取中间温度代表整个大罐的温度。
4大罐取样及重度的确定
获得大罐样品和化验水质含量的工作通常是一起完成的。为了获取油样, 常常采用取样器以得到所期望的液位处的样品。与测量温度一样, 通常采用等体积三级取样法, 用取得的样品来分析含水杂质与重度。
5油量的计算
静态破碎技术的研究 篇9
近年来, 随着工业、交通和城市建设的飞速发展, 拆除工程量急剧增加, 迫切需要发展一种破碎效率高, 施工安全, 没有环境污染的破碎方法及其所用的破碎剂。静态破碎剂属于非燃、非爆、无毒物品, 是一种含有铝、镁、钙、铁、氧、硅、钛等元素的物质, 用适量水调成流动浆体, 直接装入炮孔中, 经水化后, 产生巨大膨胀压力并施加给孔壁, 破碎 (或切割) 岩石和混凝土。这种新的破碎技术己经引起人们的关注和重视, 许多国家都在积极开展静态破碎剂理论及应用方面的研究和开发。
2 静态破碎影响因素
2.1 作用原理
静态破碎是利用装在炮孔中的静态破碎剂的水化反应, 即:
当氧化钙转变为氢氧化钙时, 其晶体由立方晶体转变为复三方偏三角面晶体, 这种晶型的变化会引起晶体体积的膨胀。根据测定, 在自由膨胀的前提下, 反应后的体积可增大3~4倍。膨胀压力缓慢地施加给孔壁, 经过一段时间后压力可上升到30~40Mpa。
2.2 破碎原理
静态破碎剂在炮眼中所产生的膨胀压力, 可以通过测定静态破碎剂在钢管中水化后所产生的轴向和切向应变值后, 利用下式来计算出管中的径向和轴向压力:
式中:Pr、Pz为分别表示径向和轴向膨胀压力;a、b为测试管子的内径和外径;E、μ为测试管子的弹性模量和泊松比;为测试管子外壁的切向和轴向应变值。
静态胀裂剂的破碎机理如图1所示。把破裂圈内的岩石看成是一个弹性体的厚壁筒。其内半径 (炮眼半径) 为r1, 其外半径为r2, 作用在炮眼壁上的膨胀压力为Pr, 则在厚壁筒内任一半径r处的切向拉伸应力可用 (30-27) 式求得:
当切向拉伸应力σe所产生的变形超过介质的抗拉断变形量时, 介质中便会产生破裂, 继而发生破碎。
2.3 影响破碎效果的因素
静态胀裂剂的破碎效果与介质的性质、胀裂剂在炮眼中水化以后所产生的膨胀压力的大小和选取的破裂参数是否合理有关。而膨胀压力的大小又与下列一些因素有关。
2.3.1 时间因素。
根据CaO水化反应特点, 破碎剂加水后, 膨胀压力在24小时之前膨胀压力随时间增加而迅速增长, 其后增长平缓, 所以介质破碎多发生在24小时之后, 见图2。
2.3.2 温度。
对于普通型静态破碎剂, 水化反应的速度与温度有密切的关系。例如SCA-II破碎剂在温度13℃和20℃条件下使用时, 在同一时间上所产生的膨胀压力相差达1.0倍, 见图3。因此, 要根据季节的气温来正确选用破碎剂的型号, 即使在一天中的早晨、中午和晚上的温度不同也会对破碎剂的膨胀压力产生影响。
2.3.3 水灰比。
水灰比是指水与破碎剂拌合时, 所用水的重量与破碎剂重量之比。试验表明水灰比为20%时, 有最大膨胀压力。随水灰比增大, 压力将减小。若水灰比过小, 则破碎剂流动性差, 填孔效率低。
2.3.4 孔网参数因素。
静态爆破的孔网参数对破碎效果有直接的影响。若最小抵抗线、孔距和排距都相等时, 破碎结果是对破碎体切割成条状;若最小抵抗线减小为孔距的一半, 排距为孔距的0.6~0.9倍, 孔深为破碎高度的0.8倍以上时, 破碎结果则是破孔互相贯穿产生不规则裂缝, 破碎体破裂成小块。
3 静力破碎剂的现场试验
根据某矿4271B9b煤顶板岩石的物理力学性质, 采用四川省珙县建洪化工厂生产的静态破碎剂。由于是顶板, 采用药柱式静态破碎剂。
孔距与排距均为350mm (图4) , 钻孔深度1800mm。以后根据施工效果再进一步修改孔距与排距。根据我国目前静态破碎成熟的经验, 钻孔孔径选为42mm。钻孔深度1800mm, 装药长度为1.7m, 然后用粘土炮泥封堵。每个炮眼装药6~7卷。装药前将钻孔内余水和余渣用高压风吹洗干净, 孔口旁清理干净至无土石渣。将药剂在下井之前装入特制的纸袋之中, 然后在施工现场装有静态破碎剂的纸袋泡入水中, 待30~50秒后, 静态破碎剂充分泡透, 不再冒泡时迅速装入炮眼, 并用略小于钻孔的捣棍捣实捅紧。岩石开裂后, 立即向裂缝中加水, 以支持药剂持续反应。药剂反应时间控制在15~30min为宜, 以利于加快施工进度。第二天下井观察发现一个炮眼附近有一大块岩石崩落。
试验结果表明:
a.这说明静态破碎剂具有一定的膨胀力, 在没有自由面的情况下可以崩掉一大块岩石。
b.没有自由面, 静态破碎剂的力量发挥不出来。
c.炮孔布置太少, 且间距太大, 各炮孔的膨胀力不能连成一个面, 有效的发挥力量。
4 结论
4.1 静态爆破技术可以在无振动, 无污染,
不影响周围建筑结构的情况下对地基或建筑物实施爆破, 即安全, 又大量节省人力, 工期, 材料。因而, 在不适用炸药爆破环境条件下, 以及其他安全要求高的敏感区, 更显其优越性。
4.2 静态破碎时应注意其适用性, 对有自
由面的素混凝土和岩石采用静态破碎, 效果比较理想。对于抗拉强度特别大的岩石或抗拉强度较大的钢筋混凝土, 静态破碎不明显。
摘要：针对静态破碎剂的重要性, 通过实验探讨了静态破碎剂作用的重要影响因素, 并应用于实际工程当中。
关键词：静态破碎剂,作用原理,膨胀压力
参考文献
[1]何廷树.混凝土外加剂.第一版[M].西安:陕西科学技术出版社, 2003.
[2]马志钢, 王瑾.试论静态破碎剂及其性能改进[J].煤矿爆破, 2002, (1) :4-5.
[3]朱辉.无声破碎剂在石方爆破施工中的应用[J].山西建筑, 2002, 6:55-56.
[4]张曼莉, 姚刚.静态爆破的设计及应用[J].建筑技术, 2002, 33 (6) :420-422.
语文课堂的静态之美 篇10
一.静读
阅读有多种方法，静读是指在安静的环境中无声默读或细吟慢读，自主徜徉于作品的美妙境界之中。余秋雨说过：“阅读是个人的事，字字句句都要由自己的心灵去默默感应，很多重要的感受无法诉诸言表。”可见，默读是有利于学生自主体验的学习方式。首先，阅读是读者和文本对话的过程。要对话就要了解文本，而了解文本最根本的方式就是默读。其次，安静的学习环境可以避免互相干扰和暗示，有利于学生开启思维的大门，真正进入自我的学习状态。现在的课堂教学，好些学生为了取悦于老师，就只在乎表面的大声，而不去关注文章的内容，结果在轰轰烈烈的读之后，学生一无所获，甚至连课文写了什么都不知道。由此可见，静读，是学生课堂上不可少的阅读方法，让学生在表面的安静中泉思翻涌。
二.静听
静听，就是营造静谧的氛围，让学生静下心来集中精力听，完全融入作品的精神世界，从而更深刻地理解和体验的过程。静听更能让人走进文本的内在世界，更有利于和作者及文本对话。让学生潜心聆听，沉浸在作品的精神世界中，激发学生的想象和联想，化抽象为形象，化无形为有形，便能更深入地领会文本的意境。听说读写的能力，我们往往会忽视听的能力，觉得语文学习会说会写更重要。在教学中我发现好多学生听话的能力很弱，我们绝不能忽视听的能力的训练，我们可以通过课堂静听的训练，提高学生思维注意力集中，从而进入文章的情境，更好更深入地走进文本的深处，与作者进行心灵的对话。
三.静思
静思就是静静思考课堂上老师提出的问题。现在的课堂习惯于一个活动接着一个活动，好多教师为了课堂教学的完整性，往往设计了多个活动，为了赶时间，教师就压缩或省略了学生静思的时间，这样的课堂讨论就变成了形式。学生心中的感，必须先要有静静的思为前提，通过阅读，然后思考，再细细地去品味，最后组织好语言表达出来。我认为语文课堂不能为了形式上的完整就囫囵吞枣地去完成每个活动，我们应该给学生时间更充分地完成好每一个活动，我们宁可舍弃某一个活动，也不能减少学生静思的时间。学生静思是暂时的沉默，是课堂高潮产生前的酝酿、蓄势阶段。从“山重水复疑无路”的疑惑到“柳暗花明又一村”的豁然，那种感受真是其乐无穷。
四.静写
“写”这个环节不是每堂课必备的，我们教师在课堂教学中应该多给学生写的机会。把所想的内容写下来，通过理顺思，使问题的答案更加条理清晰准确；也可以是进行语言训练的过程，让学生实实在在地练笔，表达他们最真切的感受。静写，是课堂教学的一个重要环节，它不仅可以锻炼学生的思维，锻炼他们组织语言的能力，而且还能锻炼他们的语言表达能力。在平时的课堂教学中，写这个环节，往往被放在课前进行，这样学生就不能在有限的时间内思维高度集中，缺少了时间限制，学生即使能写出比较出彩的片段，一旦到了考试，学生就无法在规定的时间内完成质量较高的答卷了。所以，我们应该在课堂上给学生更多的练笔的机会，让学生的表达能力得到提高。
时代在变，教学的要求、内容和形式也在不断变化，但教学承载的让学生从无知到博学的使命是永远不会变的。课堂教学不仅需要活动形式的热闹，还需要安静学习的空间。随着教学的不断改革，学生课堂的学习形式更灵活了，气氛更活了，我们不妨再给学生一些静的空间和时间，这样，我们的课堂教学会“亦活亦静，亦静亦美”。
静悄悄的课堂，也可以带领学生徜徉在语文的天空，尽展语文的无穷魅力。