影响空气阻力因素

影响空气滤清器进气阻力的因素

国防科技工业颗粒度一级计量站李刚

摘要：空气滤清器进气阻力是评定其性能优劣的一个重要指标，从其产品特征、试验参数、测试结果等方面进行了对比分析，总结了一些技术要点。本文归纳了其中的主要影响因素，讨论了阻力的变化规律。

关键词：过滤材料透气度厚度进气阻力

引言

在汽车的千千万万个零部件中，空气滤清器是一个极不起眼的部件，因为它不直接关系到汽车的技术性能，但在汽车的实际使用中，空气滤清器却对发动机的使用寿命起着决定性的作用。如果没有空气滤清器的过滤作用，发动机就会吸入大量含有尘埃、颗粒的空气，导致发动机气缸磨损严重。空气滤清器的进气阻力直接影响发动机的功率和经济性。现代汽车发动机的近期发展主要表现在高速化、轻量化、低污染，因此进气阻力的升高构成了发动机高速化的一大障碍。降低空气滤清器的进气阻力，可以明显降低燃油消耗率，提高发动机功率。目前，各国都在努力研究阻力更小、更经济实用的高效滤清器，以便产生更高的社会价值。

针对这种情况，本文就对空气滤清器的产品特征、试验参数、测试结果等方面进行了对比分析，总结了一些技术要点，归纳了其中的主要影响因素，讨论了阻力的变化规律。

分析

空气滤清器的进气阻力主要由两部分组成，即滤芯材料的阻力与空滤器的结构阻力之和。所以对于本文的空滤器而言，全阻力可表达为：

ΔP＝ΔP1＋ΔP2（1）式中：

ΔP1—滤材的阻力，Pa；

ΔP2—空滤器的结构阻力，Pa；

下面分别介绍这两部分对其阻力产生的影响。

图1空气滤清器总成试验台示意图

1—灰尘喷射器；2—进口测压管；3—被试滤清器总成；4—出口测压管；

5—绝对滤清器；6—空气流量计；7—空气流量控制装置；8—抽气机；9—压差测量装置。

（一）滤芯材料

空气滤清器滤芯材料的种类繁多，其中最广泛应用的是树脂处理的微孔滤纸，这种滤纸经过树脂浸渍热固化处理，不但增强了滤纸本身的机械强度和挺度，

也提高了滤纸的抗水性和阻燃性。滤纸的性能指标与空滤器进气阻力密切相关。滤纸朝着定量下降、厚度减薄、孔径缩小、透气性好的趋势发展。相同型号的空滤器，在相同额定空气流量下，结构阻力相等，总阻力大小并不一样，主要是由于滤材阻力不同至使其总阻力不同。滤材的阻力是由气流通过纤维层时纤维的迎面阻力造成的。下面介绍滤纸与阻力密切相关的几个主要技术指标：（1）透气度是滤纸首要考虑的性能指标，滤纸的透气度越大说明透气性越好，原始阻力也越小，反之则相反。透气度与阻力之间存在着相反的定性关系。

（2）滤纸的厚度能够限制滤清器的最大过滤面积，也就是说增大滤纸的有效过滤面积也对滤清器的阻力有重要影响，这是因为增大有效过滤面积，穿过单位面积的气流速度就降低，所以空滤器的阻力就会变小。为了增大过滤面积，滤芯做成各种形状，使用最多的是圆柱形。

（3）如果过滤材料为非织造布，它是以化学纤维为主要原料，它的特点是阻力低、过滤效率高、储灰能力大,但是挺度、强度差一些,为弥补这一缺陷,将滤纸作底衬,形成滤纸和非织造布的复合材料。比较纤维直径也能辨别阻力大小，纤维细，单位体积内的纤维数量就多，气流围绕纤维运动产生的阻力就大，反之，纤维粗产生的阻力就小。

我们对不同型号滤材的性能指标以及空滤器的流量阻力进行了相关试验，前提是空滤器其结构形式、透气度试验的测试压力、空滤器的试验流量均为相同试验条件，试验结果整理见下表1。

表1过滤材料试验参数与空滤器阻力对比分析

过滤材料透气度

L/min·cm2

厚度

mm

空滤器阻力

kPa

FK3517空气滤纸7.21 1.19 2.47

P191033空气滤纸8.630.74 2.34

HV进口空气滤纸9.570.45 2.19

国桥200空气滤纸13.350.56 2.08

（二）空滤器的结构

空气滤清器的结构种类多种多样，一般我们主要采用改进空滤器出气管的结构形式来降低进气阻力。

（1）有时为了满足整车布局需要，空滤器出气口必须转900，这时出气管有三种结构形式（见图2、图3、图4）。

对以上三种结构的出气管进行了进气阻力试验，前提条件是空滤器内部结构形式是相同的，根据试验结果得出的阻力变化见阻力曲线图。

我们从阻力曲线图中可以很直观的看到：图2采用两节呈直角形式的出气管，气流经过出气管所产生的紊流相对比较剧烈，所以阻力最大；图3采用三节过渡形式的出气管，气流经过出气管所产生的紊流相对比较缓慢，所以阻力较小；图4采用圆弧过渡形式的出气管，气流经过出气管几乎不产生紊流，所以阻力最小。

（2）空滤器出气口的尺寸尽可能的接近空滤器内滤芯的出口直径，也就是说空滤器出气口与内滤芯的尺寸尽量一致。这也是降低阻力的一种方式。

（3）若空滤器出口（与对方的连接尺寸）比空滤器内滤芯的出口直径小的多，可以采用变径管过渡并且变径时必须渐渐过渡，这种出气管结构是降低阻力很有效的方式。具体应用实例见下图（图5）：

（4）若空滤器进气口方便布局的情况下，进气口可以采用偏心方式，目的是加大气流通道面积，这样能够减小气流在空滤器进气口所产生的紊流，从而降低阻力。具体应用实例见图6。

我们对四种进气口偏心与同心方式的空滤器进行了阻力试验，前提是空滤器的试验流量均为相同试验条件，试验结果整理见下表2。

表2进气口偏心方式与同心方式阻力对比分析

偏心方式阻力（kPa）同心方式阻力（kPa）

2.12 2.44

2.25 2.57

2.19 2.36

2.04 2.28

结论与展望

结论

从前面的对比分析可以看出，影响空气滤清器进气阻力的两个主要因素中，过滤材料的阻力对其进气阻力影响较小；空滤器的结构阻力对其进气阻力影响较大，那么选择阻力低的过滤材料、改进并优化空滤器的结构是降低进气阻力行之有效的方法。并且为主机厂选择合适的空气滤清器，提供依据。

展望

空气滤清器不论是采用何种原理、何种形式，发展到现在都已经十分完善，由于环境保护的要求，随着各国政府颁布的车辆排放法规越来越严格，进气消音系统已逐渐提到日程，又给空滤器提出更高的要求，这无疑将成为空滤器发展的主要方向，必然也是我们继续对空滤器研究的新内容。

参考文献

内燃机滤清器.中国内燃机工业协会滤清器分会；中国汽车工业协会车用滤清器委员会，2004。

钱翼稷.空气动力学.北京航空航天大学出版社，2004。

JB/T9747-2005，内燃机空气滤清器性能试验方法。

GB/T458-2008，纸和纸板透气度的测定。

GB/T451.3-2002，纸和纸板厚度的测定。

简述哪些因素对钢材性能有影响

三、简答题 1．简述哪些因素对钢材性能有影响？ 化学成分；冶金缺陷；钢材硬化；温度影响；应力集中；反复荷载作用。2．钢结构用钢材机械性能指标有哪几些？承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求？ 钢材机械性能指标有：抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性； 承重结构的钢材应保证下列三项指标合格：抗拉强度、伸长率、屈服点。3．钢材两种破坏现象和后果是什么？ 钢材有脆性破坏和塑性破坏。塑性破坏前，结构有明显的变形，并有较长的变形持续时间，可便于发现和补救。钢材的脆性破坏，由于变形小并突然破坏，危险性大。 4．选择钢材屈服强度作为静力强度规范值以及将钢材看作是理想弹性一塑性材料的依据是什么？ 选择屈服强度f y 作为钢材静力强度的规范值的依据是：①他是钢材弹性及塑性工作的分界点，且钢材屈服后，塑性变开很大（2%~3%），极易为人们察觉，可以及时处理，避免突然破坏；②从屈服开始到断裂，塑性工作区域很大，比弹性工作区域约大200倍，是钢材极大的后备强度，且抗拉强度和屈服强度的比例又较 大（Q235的f u /f y ≈1.6~1.9）,这二点一起赋予构件以f y 作为强度极限的可靠安 全储备。 将钢材看作是理想弹性—塑性材料的依据是：①对于没有缺陷和残余应力影响的 试件，比较极限和屈服强度是比较接近（f p =(0.7~0.8)f y ），又因为钢材开始屈服 时应变小（ε y ≈0.15%）因此近似地认为在屈服点以前钢材为完全弹性的，即将屈服点以前的б-ε图简化为一条斜线；②因为钢材流幅相当长（即ε从0.15%到2%~3%），而强化阶段的强度在计算中又不用，从而将屈服点后的б-ε图简化为一条水平线。 5．什么叫做冲击韧性？什么情况下需要保证该项指标？ 韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力，它用材料在断裂时所吸收的总能量(包括弹性和非弹性能)来度量，韧性是钢材强度和塑性的综合指标。在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温(℃ 20)冲击韧性指标，还要求具有负温(℃ 0、℃ 20 -或℃ 40 -)冲击韧性指标。

流体流动阻力测定实验

实验报告 项目名称：流体流动阻力测定实验 学院： 专业年级： 学号： 姓名： 指导老师： 实验组员： 一、实验目的 1、学习管路阻力损失h f和直管摩擦系数λ的测定方法。 2、掌握不同流量下摩擦系数λ与雷诺数Re之间的关系及其变化规律。 3、学习压差测量、流量测量的方法。了解压差传感器和各种流量计的结构、使用方法 及性能。 4、掌握对数坐标系的使用方法。

二、实验原理 流体在管道内流动时，由于黏性剪应力和涡流的存在，会产生摩擦阻力。这种阻力包括流体流经直管的沿程阻力以及因流体运动方向改变或管子大小形状改变所引起的局部阻力。 流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，它们之间存在如下关系： h f = ρf P ?=2 2 u d l λ （4-1） 式中： -f h 直管阻力，J/kg ； -d 直管管径，m ； -?p 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 直管管长，m ； -u 流速，m / s ； -ρ流体的密度，kg / m 3； -λ摩擦系数。 滞流时，λ= Re 64 ；湍流时，λ与Re 的关系受管壁相对粗糙度d ε?的影响，即λ= )(Re,d f ε。 当相对粗糙度一定时，λ仅与Re 有关，即λ=(Re)f ，由实验可求得。 由式（4—1），得 λ= 2 2u P l d f ???ρ （4-2） 雷诺数 Re =μ ρ ??u d （4-3） 式中-μ流体的黏度，Pa*s 测量直管两端的压力差p ?和流体在管内的流速u ，查出流体的物理性质，即可分别计算出对应的λ和Re 。 三、实验装置 1、本实验共有两套装置，实验装置用图4-2所示的实验装置流程图。每套装置中被测光滑直管段为管内径d=8mm ，管长L=1.6m 的不锈钢管；被测粗糙直管段为管内径d=10mm ，管长L=1.6m 的不锈钢管 2、 流量测量：在图1-2中由大小两个转子流量计测量。 3、 直管段压强降的测量：差压变送器或倒置U 形管直接测取压差值。

探究影响空气阻力的因素

探究影响空气阻力的因素 【实验目的】 探究影响空气阻力的因素 【实验原理】 设：一块平板以v的速度运动，且v的方向垂直平面S，其受流体阻力为F. （如图1）。 以平板为参考系，则上述运动状况等效于流体以v的速度垂直撞击平板。（如图2）。 在Δt的时间内，则：流体有底面积为Ｓ ，高为的流体柱撞击平面（如图3）。 流体柱的体积V=S·vΔt 流体柱的质量m=ρV=ρSvΔt 撞击后，流体以v的速度被反射（如图4）。 在Δt时间内的全过程中： 由牛顿第三定律得：平板对流体的作用力F N=-F 由动量定理得： F N·Δt=m(-v)-mv 解得：F合=mg-2ρv2S 对实验中的钩码-减速伞装置进行受力分析（以竖直方向为正方向） F合=mg-F f 根据导出公式：F f=2ρv2S 得：F合=mg-2ρv2S v 图1 v 图2 vΔt v 图3 vΔt v 图4

则：钩码加速度：2222v m S g m S v mg m F a ρρ-=-==合 在Δt 时间内，钩码-减速伞装置的速度由v 变为（v +Δv ），位移了Δx . 当Δt →0时，则：Δv →0, 2 222Sv mg v mv v m S g v v a v v t v x ρρ-?=-?=?=?=? 移项，得: 2 2Sv m g m v v x 设：在实验过程中，减速伞装置的位移关于速度v 的函数表 达式为x (v ). 则：2 2)('lim Sv mg mv v x v x v 将x '(v )积分解得x (v ). [] 2 22022 02ln 4)2ln(ln 4)0ln(4)2ln(4)2ln(4)(2)()()(Sv m g m g S m Sv m g m g S m m g S m Sv m g S m Sv m g S m v d Sv m g m v v d v x v x v v v ρρρρρρρρρρ-=--= ?? ????-----=--=-?='?= 2 2ln 4)(Sv mg mg S m v x ρρ-= ∴ 【实验器材】 8开素描纸、吸管、废旧笔芯、细棉线、硬纸板、铁架台、钩码、刻度尺、 托盘天平、滑轮、打点计时器、纸带、纸夹、学生电源、海绵垫、透明胶带 【实验步骤】 伞面制作： 1、用刻度尺测量8开素描纸的边长。 2、取8开的素描纸延其对边对折，裁剪，得到两张16开纸，取16开的素描 纸延其对边对折，裁剪，得到两张32开纸，取32开的素描纸延其对边对折，裁剪，得到两张64开纸. 3、取16开纸，测出每边中点得到一个菱形，并将其剪裁下来，取16开纸，

近20年北京市城近郊区环境空气质量变化及其影响因素分析_张菊

第26卷第11期2006年11月 环　境　科　学　学　报　Acta Scientiae C ircu m stantiae V o.l 26,N o .11N ov .,2006 基金项目:国家自然科学基金(No .70573105);中国科学院知识创新课题(N o .I NF105-SCE -02-06;KZCX3-S W -424) Supported by t h e NationalNatural S ci en ce Foundation ofC h i na (No .70573105)and t he Pro j ect ofKnow ledge Innovati on of t he Ch i nese Acade m y of Sciences (No .I NF105-SCE -02-06;KZCX3-SW -424)作者简介:张　菊(1980—),女,硕士研究生;*通讯作者(责任作者),E -m ail :hm iao @rcees .ac .cn Biography :ZHANG J u (1980—),fe m al e ;*Corresponding au t hor E -m ail :hm iao @rcees .ac .cn 张 菊,苗 鸿,欧阳志云,等.2006.近20年北京市城近郊区环境空气质量变化及其影响因素分析[J ].环境科学学报,26(11):1886-1892 Zhang J ,M i ao H ,Ouyang Z Y ,et a l .2006.A m b i ent air qualit y trends and d ri vi ng f act or anal ysis since 1980’s i n B eiji ng [J ].Acta Scienti ae C ircum stanti ae ,26(11):1886-1892 [免审稿件]责任编辑提示:本刊欢迎广大读者针对免审稿件提出各种意见 近20年北京市城近郊区环境空气质量变化及其影响因素分析 张 菊,苗 鸿* ,欧阳志云,王效科 中国科学院生态环境研究中心系统生态国家重点实验室,北京100085收稿日期:2005-04-30 录用日期:2006-09-27 摘要:利用北京环境空气质量定点监测资料,研究了北京市城近郊区近20年来环境空气质量的变化趋势及其影响因素.结果表明,从年际变化看,SO 2、降尘、B [a ]P 浓度显著下降,而NO x 、CO 浓度和O 3超标情况显著上升,空气污染处于由煤烟型向机动车尾气型转变的过程中,表现出典型的复合污染特征.年内变化显示,采暖期污染比非采暖期严重,尤其SO 2在采暖期浓度是非采暖期的5.7倍.从空间分布上看,TSP 、降尘、O 3表现为近郊区污染重于城区;SO 2、NO x 、CO 表现为城区污染重于近郊区.空气污染源增加的压力与环境保护措施的相互作用是驱动北京市近20年环境空气质量变化的主要因素.产业结构的变化、重点污染源的整治、能源结构调整、能源的清洁使用、机动车尾气排放标准的提高等对保护环境空气质量起到一定作用. 关键词:环境空气质量;趋势分析;影响因素;SO 2;NO x ;O 3;大气颗粒物;北京文章编号:0253-2468(2006)11-1886-07 中图分类号:X51 文献标识码:A Amb ient a i r quality trends and dr i vi ng factor analysis si n ce 1980’s i n Be iji ng ZHANG Ju ,M I A O H ong * ,OUYANG Zh i y un ,WANG X iaoke S t ate Key Lab of Syste m s Eco l ogy ,Research C en t er for E co -E nvironm ental Sciences ,The Ch i n ese Acade m y of Sciences ,Beiji ng 100085R ecei ved 30April 2005; accepted 27Septe m ber 2006 Ab stract :Change of t h e a mb ien t air qualit y i n the u rban and s uburb areas ofBeiji ng since 1980's was ana l yz ed.The dat a w as referred from the long -t er m m on it ori ng stati on s w hich w ere t h ree stati on s in t he u rban area and f our at the s ubu rb of Beijing .The res u lt s ho w ed t hat ,d iff eren t poll u tan t s h ad d ifferent trends .SO 2had fl u ct uan t i ncrease bef ore 1998and then declined .As a who l e ,it s ho w ed a downw ard tenden cy i n thes e 20years .H o w ever ,NO x ,CO and ozone pollution als o i ncreased firs t t h en f e ll ,taken 1998as a w at ershed .Bu t they had t h e si gnifi cant upw ard t endenci es i n t hese t wo decades .Duri ng t h is peri od ,dustfall and B [a ]P con ti nuou sl y declined sign ifican tl y .TSP ,P M 10and Pb had no si gnificant trends bu t redu ce a littl e .The reason of air poll u tion had changed fro m coal bu rning pattern t o m i xed patt ern incl uding bot h traffic exhau st and coal bu r n i ng .Seasona ll y ,poll u tion l evelw as heavier i n heating season from Nove m ber to n extM arch ,t h an t hat i n non -heati ng s eason fro m A pril to Oct ober .For examp l e ,SO 2concentrati on i n heati ng season w as 5.7ti m es h i gh than t h at i n non -heating s eas on.As t o t he poll u tion s patial distri bu tion ,TSP ,dustf all and ozone pollution w ere heavi er in t he subu rb ,w hil e SO 2,NO x and CO concentrati on s w ere h i gh er i n t h e u r b an area .The i n creasi ng sou rces caused m ore poll u ti on t hese years ,wh ile m any envir on m ental p r o t ecti on polici es i m p l e m en t ed to redu ce .Th is i n t eracti on w as t he m ai n d rivi ng fact or t hat cau s ed t h e above change .I m prove t h e energy efficiency ,redu ce poll u ti on sou rces ,u se clean energy and i m p l e m en t advanced environm en t a l st and ard s had contri bu t ed t o redu ce the po ll uti on ,especiall y si nce 1998. K eywords :a m b i en t air quality ;trend anal ysis ;d ri ving factor ;SO 2;NO x ;O 3;airborne particu l ate ;Beijing 1　引言(Intr oduction ) 空气污染是目前突出的城市环境问题.空气污 染危害人类健康,影响植物生长,损坏文物古迹,降低能见度,给城市居民的生活带来严重的不利影响(Eng l e rt ,2004;K an et al .,2004).而城市空气质量 DOI 牶牨牥牣牨牫牰牱牨牤j 牣hjkxxb 牣牪牥牥牰牣牨牨牣牥牪牬

影响散热性能的各种因素

影响散热性能的各种因素 晨怡热管2007—11-29 22:46：39 三、影响散热性能的各种因素 在当前的所有芯片中，以CPU的功耗、发热量最高,因此CPU散热器的发展最为强劲与引人注目，诞生了极其多样化的产品，代表了计算机散热技术的最高发展水平.只要对CPU 散热技术有了全面了解,其它产品的散热原理也就无师自通了。因此，本专题重点就讨论CPU 散热技术.在介绍各种散热技术之前,我们还要先确认几个散热的基本概念. 热力学基本知识 我们先从物理的角度来探讨一下散热的原理，因为知道了原理才能从根本上找出解决问题的方法。虽然这部分有些枯燥难懂,但只要您能耐心看完，相信很多问题就可迎刃而解,对今后彻底了解散热器有很大的用处。 物理学认为，热主要通过三种途径来传递，它们分别是热传导、热对流、热辐射。为了保证良好的散热器性能，就要已符合上述三种途径的要求来设计产品，于是在材料的热传导率、比热值;散热器整体的热阻、风阻；风扇的风量、风压等等方面都提出了要求。以下针对这些概念进行集中讲解。 热传导 定义:通过物体的直接接触，热从温度高的部位传到温度低的部位.热能的传递速度和能力取决于： 1。物质的性质。有的物质导热性能差，如棉絮，有的物质导热性能强,如钢铁.这样就有了采用不同材质的散热器，铝、铜、银。它们的散热性能依次递增，价钱当然也就成正比啦。 2。物体之间的温度差。热是从温度高的部位传向温度低的部位,温差越大热的传导越快。 热传导是散热的最主要方式，也是散热技术需要解决的核心问题之一.所以我们通常都能看到，几乎所有散热在与CPU相接触的部分都采用热传导性能良好的材料。比如Intel 原包CPU中附带的散热器，采用铜芯与CPU接触，就是为了将热量尽快传导出来。

流体流动阻力实验

实验一 流体流动阻力实验 一、实验目的 1、学习直管摩擦阻力f P ?、直管摩擦系数λ的实验方法； 2、掌握不同流量下摩擦系数λ与雷诺数Re 之间的关系及其变化规律； 3、学习局部阻力的测定方法； 4、学习压强差的几种测量方法和技巧； 5、掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。 二、实验原理 1． 直管摩擦系数 与雷诺数Re 的测定 直管的摩擦阻力系数是雷诺数和相对粗糙度的函数，即)/(Re,d f ελ=，对一定的相对粗糙度而言，(Re)f =λ。 流体在一定长度等直径的水平圆管内流动时，其管路阻力引起的能量损失为： ρ ρf f P P P h ?=-= 2 1 （1） 又因为摩擦阻力系数与阻力损失之间有如下关系（范宁公式） 2 2 u d l P h f f λρ=?= （2） 整理（1）（2）两式得 2 2u P l d f ???=ρλ （3） μ ρ ??= u d Re （4） 式中：-d 管径，m ； -?f P 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 管长，m ； -u 流速，m / s ；

-ρ流体的密度，kg / m 3 ； -μ流体的粘度，N ·s / m 2。 在实验装置中，直管段管长l 和管径d 都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降 f P ?与流速u （流量V ）之间的关系。 测得一系列流量下的f P ?后，根据实验数据和式（3）可计算出不同流速下的直管摩擦系数λ；用式（4）计算对应的Re ，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re 的关系曲线。 2. 局部阻力系数ζ的测定 2 2 'u P h f f ζρ =?= ' （5） 2'2u P f ?????? ??=ρζ （6） 式中：-ζ局部阻力系数，无因次； -?'f P 局部阻力引起的压强降，Pa ； -'f h 局部阻力引起的能量损失，J ／kg 。 图3 局部阻力测量取压口布置图 局部阻力引起的压强降'f P ? 可用下面的方法测量：在一条各处直径相等的直管段上，安装待测局部阻力的阀门，在其上、下游开两对测压口a-a ’和b-b ＇，见图3，使 ab ＝bc ； a ＇b ＇＝b ＇c ＇ 则 △P f ，a b ＝△P f ，bc ； △P f ，a ＇b ＇= △P f ，b ＇c ＇

如何减少空气阻力

如何减少高速列车的空气阻力 刘勇成 （湖南高速铁路职业技术学院，车辆0901） 摘要：随着列车运行速度的提高，空气阻力及功耗急剧增加。当车速达200Km/h~300Km/h时，空气阻力将占列车运行总阻力的70%~80%，因而减少空气阻力已成为列车提速的关键。 关键词：列车；空气阻力；提速 一、高速列车的基本介绍 高速列车 高速列车一般指时速在200公里以上的火车。20世纪50年代初，法兰西共和国首先提出了高速列车的设想，并最早开始试验工作。1976年，用柴油电动机车牵引的高速列车在英国投入服务，

这是当时英国最快的载客列车，最高时速达200公里。 法兰西共和国则以电力机车为研究对象，其高速电力引列车在1978年曾创下时速260公里的纪录。1981年10月，新的高速列车“T.G.V”在巴黎─里昂干线正式投入使用。采用流线形造型的“T.G.V”和和常规列车相比，空气阻力减小了三分之一。它装有大功率动力装置，具有较强的爬坡能力，可以高速爬上35%的陡坡，也可在坡路上起动，使用的仍是普通铁轨线路，曾创下时速380公里的纪录。 目前的高速列车是在现有的柴油机车、电力机车和铁路的基础上，对动力系统、行走系统、车厢外形和路轨系统等加以改进，并没有改变传统火车和铁路和基本面貌。除了在牵引机车方面的改进以外，虽然人们还在轨道方面进行了一些新的尝试，如西德、日本、美国等国家修建了一些短程单轨铁路，但由于建造费用庞大，比普通铁路复杂，不能适应长途重载铁路运输的需要，所以没有普遍采用。由于传统牵引机车和路轨系统等方面的问题，如轮、轨的摩擦难以克服，所以进一步提高车速困难很大。若想使铁路运输有一个大的飞跃，而需在牵引机车和路轨系统等方面采用全新的设计，如目前某些国家正在研制之中的磁悬浮列车。 法国阿尔斯通公司制造的V150型高速电气机车(TGV)在巴黎东南部的一段经特殊加固的铁路线上，达到了时速574.8公里，创下新的有轨铁路行驶速度世界纪录。在测试中，列车经过14

滚动阻力成因分析与影响因素分析培训资料

滚动阻力的成因分析与影响因素分析报告 车辆1203班第2组 汽车在水平道路上等速行驶时受到的道路在行驶方向上的分力称为滚动阻力，主要有车轮的弹性变形、路面变形和车辙摩擦等。本文主要针对滚动阻力的成因和影响因素研究分析。 一、滚动阻力的成因分析 近代摩擦学关于滚动摩擦的理论认为：滚动体在力的推动下滚动，在赫兹接触区内除存在赫兹正压力外，还存在切向力，从而使接触区被分为微观滑动区和黏着区，在黏着区内只有滚动而无滑动，微观滑动区内还存在着滑动，认为滚动摩擦阻力由以下四个因素构成：弹性滞后、黏着效应、微观滑动、朔性滞后。 但在车轮滚动过程中，热弹性滞后、黏着效应、微观滑动、朔性滞后引起的能量损失所占比例很小，因此，主要原因在于弹性滞后。 当弹性轮胎在硬路面（混凝土路、沥青 路）上滚动时，轮胎的变形是主要的。由于弹 性材料的粘弹性性能，弹性轮胎在硬支撑路面 上行驶时，加载变形曲线和卸载变形曲线不重 合导致能量损失，此能量系损耗在轮胎各部分 组成相互间的摩擦以及橡胶、棉线等物质间的 分子间摩擦，最后转化为热能消失在空气中， 是轮胎变形时做的工不能全部收回。这种损失 称为弹性物质的迟滞损失。（如右图） 这种迟滞损失表现为一种阻力偶。当车轮 不滚动时,地面对车轮的法向反作用力的分布 是前后对称的；当车轮滚动时,由于弹性迟滞现象,处于压缩过程的前部点的地面法向反作用力就会大于处于压缩过程的后部点的地面法向反作用力,这样,地面 法向反作用力的分布前后不对称,而使他们的合力z F相对于法线前移一个距离a, 它随弹性迟滞损失的增大而变大。即滚动时有滚动阻力偶矩T Fz f a =? ,阻碍车 轮滚动。（如下图）

影响密封性能的几大因素

影响密封性能的几大因素 .运动速度 运动速度很低（＜0.03m/s）时，要考虑设备运行的平稳性和是否出现"爬行"现象。运动速度很高（＞0.8m/s）时，起润滑作用的油膜可能被破坏，油封因得不到很好的润滑而摩擦发热，导致寿命大大降低。 建议聚氨脂或橡塑油封在0.03m/s～0.8m/s速度范围内工作比较适宜。 2.温度 低温会使聚氨脂或橡塑油封弹性降低，造成泄露，甚至整个油封变得发硬发脆。高温会使油封体积膨胀、变软，造成运动时油封摩擦阻力迅速增加和耐压能力降低。建议聚氨脂或橡塑油封连续工作温度范围-10℃～+80℃。 3.工作压力 油封有最低启动压力（minimum service pressure）要求。低压工作须选用低摩擦性能、启动阻力小的油封。在2.5MPa以下，聚氨脂油封并不适合；高压时要考虑油封受压变形的情况，需用防挤出挡圈，沟槽加工方面也有特殊要求。 此外，不同材质的油封具有不同的最佳工作压力范围。对于聚氨脂油封的最佳工作压力范围为2.5～31.5MPa。 温度、压力对密封性能的影响是互相关联的，因此要做综合考虑。见表： 进口聚氨脂PU材料 最大工作压力 最大温度范围温度范围 运动速度-25～+80 -25～+110 0.5m/s 28MPa 25MPa 0.15m/s 40MPa 35MPa 4.工作介质 除了严格按照生产厂家的推荐意见选取工作介质外，保持工作介质的清洁至关重要。油液的老化或污染不仅会使系统中的元件发生故障，加快油封的老化和摩损，而且其中的脏物可能划伤或嵌入油封，使密封失效。因此，必须定期地检查油液品质及其清洁度，并按设备的维护规范更换滤油器或油液。在油缸里油液中残留的空气经高压压缩会产生高温使油封烧坏，甚至炭化。为避免这种情况发生，在液压系统运行初始时，应进行排气处理。液压缸也应在低压慢速运行数分钟，确认已排完油液中残留的空气，方可正常工作。 5.侧向负载 活塞上一般必须装支承环，以保证油缸能承受较大的负载。密封件和支承环起完全不同的作用，密封件不能代替支承环负载。有侧向力的液压缸，必须加承载能力较强的支承环（重载时可用金属环），以防油封在偏心的条件下工作引起泄露和异样磨损。 6.液压冲击 产生液压冲击的因素很多，如挖掘机挖斗突然碰到石头，吊机起吊或放下重物的瞬间。除外在因素外，对于高压大流量液压系统，执行元件（液压缸或液压马达等）换向时，如果换向阀性能不太好，很容易产生液压冲击。液压冲击产生的瞬间高压可能是系统工作压力的几倍，这样高的压力在极短时间内会将油封撕裂或将其局部挤入间隙之内，造成严重损坏。一般有液压冲击的油缸应在活塞杆上安装缓冲环和挡圈。缓冲环装在油封的前面吸收大部分冲击压力，挡圈防止油封在高压下挤入间隙，根部被咬坏。 补充一点： 密封部位零件表面的加工粗糙度对密封性能有极大的影响。在设计动密封时，与密封件接触的旋

实验一流体流动阻力的测定

. 化学实验教学中心 实验报告 化学测量与计算实验Ⅱ 实验名称：流体流动阻力的测定 学生姓名：学号： 院（系）：年级：级班 指导教师：研究生助教： 实验日期： 2017.05.26 交报告日期： 2017.06.02

一、实验目的 1.学习直管摩擦阻力、直管摩擦系数的测定方法； 2.掌握直管摩擦阻力系数与雷诺数和相对粗糙度之间的关系及其变化规律； 3.掌握局部阻力的测量方法； 4.学习压强差的几种测量方法和技巧； 5.掌握坐标系的选用方法和对数坐标系的使用方法。 二、实验原理 化工管路是由直管和各种管阀件组合构成的，流体通过管内流动必定存在阻力。因此，在进行管路设计和流体机械造型时，阻力大小是一个十分重要的参数。流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。流体通过管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。 1.直管摩擦阻力系数与雷诺数的测定 流体在管道内流动时，由于流体的粘性作用和涡流的影响会产生阻力。流体在直管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和管道摩擦系数有关，对水平等径管道，它们之间存在如下关系： （1-1） （1-2） （1-3） 式中，为直管阻力引起的压头损失，；为管径，；为直管阻力引起的压强降，； 为管长，；为流速，；为流体密度，；为流体的粘度，。 直管摩擦阻力系数与雷诺数之间的关系，一般可以用曲线来表示。在实验装置中，直管段长度与管径都已经固定。若水温一定，则水的密度和粘度也是定值。所以本实验实质上是测定直 管段流体阻力引起的压强降与流速（流量V）之间的关系。根据实验数据以及式（1-2）可以计算出不同流速下的直管摩擦系数，用式（1-3）计算对应的，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出两者的关系曲线。

关于空气阻力

空气阻力 [编辑本段] 概述 空气阻力指空气对运动物体的阻碍力，是运动物体受到空气的弹力而产生的。 空气阻力是汽车在空气介质中行驶，汽车相对于空气运动时空气作用力在行驶方向形成的分力，空气阻力与汽车速度的平方成正比，车速越快阻力越大。如果空气阻力占汽车行驶阻力的比率很大，则会增加汽车燃油消耗量或严重影响汽车的动力性能。 在一级方程式赛车界中有这么一句话：“谁控制好空气，谁就能赢得比赛！”。追求最佳的空气动力是现代一级方程式赛车中最重要的部分之一。在时速达300km以上的赛车世界中，空气在很大程度上决定了赛车的速度。空气动力中，要考虑的要素简而言之有两点。1：减少空气阻力（drag）；2：增加把赛车下压的下压力（downf orce）。空气阻力越小赛车的速度越能越快，下压力越大赛车在弯道时的速度就越快。空气动力学简单说就是如何取决在某些时候这两个完全相反的力的最佳平衡。实际操作时要与环境因素造成的气流量的压强挂钩。否则你将区别不出什么是空气动力和空气阻力。 汽车、船舶、铁路机车等在运行时，由于前面的空气被压缩，两侧表面与空气的摩擦，以及尾部后面的空间成为部分真空，这些作用所引起的阻力。在逆风运行时，还要把风力附加在内。在现实生活中，自由落体也受空气阻力的影响，其速度，接触面积，空气密度等都会影响空气阻力的大小。英文为air resistance [编辑本段] 空气阻力构成 摩擦阻力：指空气粘度在车身表面产生的切向力在行驶方向的分力；该力仅占空气阻力总额的9％，在航空和航天中其作为重点考虑对象，在地面一般车辆中可予以忽略。 压力阻力：指汽车外表面大气作用的法向压力在行驶方向的分力；根据阻力源的不同，压力阻力又分为：形状阻力、干扰阻力、内循环阻力及诱导阻力。

影响材料性能的因素

1.0影响材料性能的因素 2.01.1碳当量对材料性能的影响字串9 决定灰铸铁性能的主要因素为石墨形态和金属基体的性能。当碳当量（）较高时，石墨的数量增加，在孕育条件不好或有微量有害元素时，石墨形状恶化。这样的石墨使金属基体能够承受负荷的有效面积减少，而且在承受负荷时产生应力集中现象，使金属基体的强度不能正常发挥，从而降低铸铁的强度。在材料中珠光体具有好的强度、硬度，而铁素体则质底较软而且强度较低。当随着 C、Si的量提高，会使珠光体量减少，铁素体量增加。因此，碳当量的提高将在石墨形状和基体组织两方面影响铸铁铸件的抗拉强度和铸件实体的硬度。在熔炼过程控制中，碳当量的控制是解决材料性能的一个很重要的因素。 1.2合金元素对材料性能的影响 在灰铸铁中的合金元素主要是指Mn、Cr、Cu、Sn、Mo等促进珠光体生成元素，这些元素含量会直接影响珠光体的含量，同时由于合金元素的加入，在一定程度上细化了石墨，使基体中铁素体的量减少甚至消失，珠光体则在一定的程度上得到细化，而且其中的铁素体由于有一定量的合金元素而得到固溶强化，使铸铁总有较高的强度性能。在熔炼过程控制中，对合金的控制同样是重要的手段。 1.3炉料配比对材料的影响字串4 过去我们一直坚持只要化学成分符合规范要求就应该能够获得符合标准机械性能材料的观点，而实际上这种观点所看到的只是常规化学成分，而忽略了一些合金元素和有害元素在其中所起的作用。如生铁是Ti的主要来源，因此生铁使用量的多少会直接影响材料中Ti的含量，对材料机械性能产生很大的影响。同样废钢是许多合金元素的来源，因此废钢用量对铸铁的机械性能的影响是非常直接的。在电炉投入使用的初期，我们一直沿用了冲天炉的炉料配比（生铁：25~35%，废钢：30~35%）结果材料的机械性能（抗拉强度）很低，当我们意识到废钢的使用量会对铸铁的性能有影响时及时调整了废钢的用量之后，问题很快得到了解决，因此废钢在熔化控制过程中是一项非常重要的控制

空气阻力与地球自转影响下自由落体的运动_孙梅娟

第25卷第8期宿州学院学报V o l .25,N o .8 　2010年8月J o u r n a l o f S u z h o u U n i v e r s i t y A u g .2010 d o i :10.3969/j .i s s n .1673-2006.2010.08.004 空气阻力与地球自转影响下自由落体的运动 孙梅娟, 韩修林 (阜阳师范学院物理与电子科学学院,安徽阜阳　236041) 摘要:讨论自由落体东偏时,同时考虑了空气阻力与地球自转的影响,并结合空气阻力模型建立了相应的落体运动微分方程。忽略二阶小量,依次得到落体的运动规律。最后利用M a t h e m a t i c a 编程作出了落体的位移-时间图像, 并与忽略阻力时的情形作了对比,定量地说明了在空气阻力与地球自转影响下与忽略空气阻力相比,自由落体的偏东量值变大,此外东偏量值还与质点所在处的纬度有关,纬度越小的地方东偏量值越大,在两极没有东偏量,在赤道处东偏最大。 关键词:空气阻力;地球自转;自由落体;运动微分方程;M a t h e m a t i c a 编程中图分类号:O 313.1 文献标识码:A 文章编号:1673-2006(2010)08-0010-03 收稿日期:2010-05-28 基金项目:安徽省教育厅教学研究项目(2008j y x m 451)。作者简介:孙梅娟(1980-),女,安徽利辛人,硕士,讲师,主要研究方向:理论物理。 落体运动普遍存在于自然界中,已有不少文献[1-2] 运用不同的方法讨论了只考虑地球自转时落体的偏向问题,而事实上自由落体在下落过程中还受到空气阻力的影响 [3] 。本文介绍了同时考虑两 种影响,并设空气阻力与落体速度的一次方成正比 时,从其动力学方程求出自由落体运动的近似解。并利用M a t h e m a t i c a 编程作出了位移-时间图像,定量地说明了同时考虑空气阻力与地球自转影响时与忽略空气阻力相比落体的东偏量值变大。 1　自由落体运动微分方程与求解 设在地球表面纬度λ处,一质量为m 的物体自高度h 处作初速度为0的自由落体运动。如图1所示,选取固结在地面上的一组坐标系οx y z ,ο点在地面,x 轴切于经线向南,y 轴切于纬线向东,z 轴沿地球径向。ο点的纬度为λ 。 图1　地表坐标系中落体的3个坐标 F i g .1　t h e t h r e e c o o r d i n a t e s o f t h e f a l l i n g b o d y i n t h e s u r f a c e c o o r d i n a t e s y s t e m 由于空气阻力与空气密度以及物体的运动速度、形状、体积等因素有关,如果空气密度改变不大,则空气阻力将简化为只与物体的速度有关[4] ,假定自由落体下落的速度远小于低速炮弹的速度,则空气阻力可设为f =-m k v (k 为常数)[5] ,则质点运动微分方程为 m ＆=2m ω＆s i n λ-m k ＆ m ＆=-2m ω(＆s i n λ+＆c o s λ)-m k ＆m ＆=-m g+2m ω＆c o s λ-m k ＆ 　(1) 初始条件为t =0时,x ＆=y ＆=z ＆=0,x =y =0,z =h 。积分并代入初始条件[6] 可得 x ＆=2ωy s i n λ-k x y ＆=-2ω(x s i n λ+z ′c o s λ)-k y z ＆=-g t +2ωy c o s λ-k z ′ 　(2)其中z ′=z -h 。将(2)式代入(1)式,整理后得 　＆=-4ω2 (x s i n λ+z ′s i n λc o s λ) -4k ωy s i n λ+k 2 x ＆=-4ω2 y +2g ωt c o s λ+ 4k ω(x s i n λ+z ′c o s λ)+k 2 y ＆=-g -4ω2 (x s i n λc o s λ+z ′c o s 2λ) -4k ωy c o s λ+k 2 z '+k g t (3) 由于地球自转角速度ω和空气阻力因子k 都较 小,故可略去二阶小量ω2,k 2 ,k ω。则(3)式可化简为 ＆=0 ＆=-2g ωt c o s λ＆=-g +k g t 　( 4)10

影响空气质量原因

造成我国大气污染严重的主要原因 大气污染的定义 在干洁的大气中，痕量气体的组成是微不足道的。但是在一定范围的大气中，出现了原来没有的微量物质，其数量和持续时间，都有可能对人、动物、植物及物品、材料产生不利影响和危害。当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象叫做大气污染。造成大气污染的原因，既有自然因素又有人为因素，尤其是人为因素，如工业废气、燃烧、汽车尾气和核爆炸等。随着人类经济活动和生产的迅速发展，在大量消耗能源的同时，同时也将大量的废气、烟尘物质排入大气，严重影响了大气环境的质量，特别是在人口稠密的城市和工业区域。所谓干洁空气是指在自然状态下的大气（由混合气体、水气和杂质组成）除去水气和杂质的空气，其主要成分是氮气，占78.09%；氧气，占20.94%；氩，占0.93%；其它各种含量不到0.1%的微量气体(如氖、氦、二氧化碳、氪)。 大气污染的原因 气体污染物在大气中平均停留时间少至几分钟，多至几十年、百余年。大气污染物一般分为两类：一级(原生)污染物，即由污染源直接排入大气的；二级(次生)污染物，是由一级污染物在大气中进行热或光化学反应后的产物。后者往往危害性更大。大气污染主要来源于人类生活及生产活动，大气的人为污染源主要有三种。 (1) 生活污染源人们由于烧饭、取暖、沐浴等生活上的需要，如炉灶、锅炉等燃烧化石燃料，而向大气排放的煤烟和SO2等，具有量大、分布广、排放高度低等特点，其危害性不容忽视。 (2) 工业污染源包括火力发电厂、钢铁厂、水泥厂和化工厂等耗能较多企业燃料燃烧排放的污染物，各生产过程中的排气(如炼焦厂向大气排放H2S、酚、苯、烃类等有毒物质；各类化工厂向大气排放具有刺激性、腐蚀性、异味性或恶臭的有机和无机气体；化纤厂排放的H2S、NH3、CS2、甲醇、丙酮等)以及生产过程中排放的各种矿物和金属粉尘。 (3) 交通运输污染源由飞机、船舶、汽车等交通工具(移动源)排放的尾气。在一些发达国家，汽车排放气己构成大气污染的主要污染源。

2013-2015年十堰市环境空气质量变化趋势分析研究

第41卷第12期2016年12月环境科学与管理ENVIＲONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT Vol.41No.12Dec．2016收稿日期：2016－06－22 作者简介：蔡敏（1990－），女，硕士，主要从事环境监测工作。文章编号：1674－6139（2016）12－0130－07 2013－2015年十堰市环境空气质量变化趋势分析研究 蔡敏1，王莹2，金安1，李朝1，吴双2，刘刚 1（1．湖北省十堰市环境保护监测站，湖北十堰442000；2．湖北省十堰市环境保护局，湖北十堰442000） 摘要：利用十堰市空气自动监测站的监测数据，采用综合指数、空气质量指数（A QI ）和Sp e a rm a n 秩相关系数 法等评价方法， 研究十堰市2013年－2015年环境空气质量变化情况及其影响因素，为城市的大气污染防治提供治理思路。结果表明：2013年－2015年十堰市城区空气质量逐年好转，除PM 10和PM 2．5外，其他因子均达标， 污染物贡献比例中，PM 10和PM 2．5污染负荷占比超过50%，为主要污染物；十堰市城区空气质量整体呈夏季较 好，冬季较差的趋势；全市中开发区铁二处空气质量较好，张湾区刘家沟空气质量较差；结合自然因素和人为因 素， 综合分析空气质量的变化情况，通过调整能源结构、减少污染源排放和使用清洁能源等多项措施，并注意季节特征和加强预警预报工作，进而改善空气质量。 关键词：环境空气质量；综合指数；气象因素；Sp e a rm a n 秩相关系数法 中图分类号：X 51文献标志码：A Th e An a l ys i s o f t h e V a ri a tion T ren d o f Air Qua lit y in Sh i ya n du rin g 2013to 2015 Ca i M in 1，Wa n g Y in g 2，J in An 1，L i Cha o 1，Wu Shua n g 2，L i u Ga n g 1 （1．Environment a l M onitorin g S t a tion o f Sh i ya n ，Sh i ya n 442000，Ch in a ； 2．Sh i Ya n Environment a l P rotection Bu re au ，Sh i ya n 442000，Ch in a ） Abstract ：Th e environment a l monitorin g da t a o f a ir p oll u t a nt s in Sh i Ya n f rom 2013to 2015w ere ev a l ua te d by a ir qua lit y com - p re h en s ive in d e x ， a ir qua lit y in d e x （A QI ）a n d Sp e a rm a n r a n k correl a tion coe ff icient to s t udy t h e v a ri a tion tren d a n d in f l u ence fa c -tor o f a ir qua lit y ．Th en p rovi d e d s ome i d e a o f a ir p oll u tion control f or t h e C itie s ．Ｒe su lt s sh o w e d t ha t ：（1）Th e v a l u e o f com p re -h en s ive p oll u tion in d e x d ecre as e d y e a r by y e a r ，in d ic a tin g t h e a ir qua lit y was im p rove d ．E x ce p t PM 10a n d PM 2．5，t h e ot h er s a-c h ieve d t h e s econ da r y s t a n da r d ．PM 10a n d PM 2．5w ere p rim a r y p oll u t a nt s ．Th e c ha n g e o f environment a l a ir qua lit y was t h e mo s t s e -rio us p oll u tion in w inter a n d t h e li gh te s t in su mmer．Th e a m b ient a ir qua lit y in s t a tion s f rom p oor to g oo d was L i u J i ag o u ，B in g H e x in c u n a n d T i e Erc hu ．C om b inin g w it h n a t u r a l fa ctor s a n d hu m a n fa ctor s ，com p re h en s ive a n a l ys i s t h e c ha n g e s in a ir qua lit y ，to im p rove t h e qua lit y o f t h e environment t h ro ugh ad o p tin g a n u m b er o f environment a l p rotection p olicie s su c h as adjus tin g t h e ener gy s tr u ct u re ，control em i ss ion s a n d us in g cle a n ener gy ，wh ic h p l ay e d a cr u ci a l role in im p rovin g t h e a ir qua lit y ，a ttention s e as on a l c ha r a cteri s tic s a n d s tren g t h enin g e a rl y wa rnin g a n d f orec as tin g w or k ． Key words ：a m b ient a ir qua lit y ；t h e com p re h en s ive in d e x met h o d ；meteorolo g ic a l element ；Sp e a rm a n r a n k correl a tion coe ff icient 2015年8月29日，《中华人民共和国大气污染 防治法》 的修订，明确了新时期大气污染防治工作的重点。环保部陈吉宁部长在2016年全国环境保 护工作会议上的讲话 ———《以改善环境质量为核心全力打好补齐环保短板攻坚战》中明确提出“十三 五”时期五个环境质量指标要有明显改善，其中就有三个为大气指标，即地级及以上城市PM 2．5浓度下降比例、地级及以上城市空气质量优良天数比例和重点地区重污染天数减少。随着中国城市化进程的加快和人民生活水平的不断提高，由人类活动产生的各类污染物明显增多，空气质量问题日益突出，越来越受到政府和公众的广泛关注，众多学者针对城 市空气质量问题开展了广泛的研究和探讨［1－4］。 ·031·