初吻给了小奶瓶ba
范文一：桩侧阻力影响因素分析
万方数据
国外建材科技
式中，ｐ一志ｔａｎ秒；志为土压力系数；∥为土的有效内摩擦角；一，为竖向有效应力。
Ａ法
Ｑ。ｋ＝Ａ（一，＋２ｆ。）
（３）
式中，Ａ由大量静载试桩资料回归分析得到的系数。
一般的桩型用规范［１１中经验参数法计算单桩侧
阻力。
Ｑｌｋ＝“∑ｇ。ｉｋ厶
（４）
式中，“为桩身周长；％－为用静力触探比贯入阻力值估算的桩周第ｉ层土的极限侧阻力标准值；厶为桩穿越第ｉ层土的厚度。
２桩端条件的影响
早在２０世纪７０年代，Ｖｅｓｉｃ就已经通过一系列的试验证明桩侧阻力在桩端附近会得到增强。各向异性土体中桩侧阻力的分析从理论上证实了上述现象，进一步指出桩端附近桩侧阻力增加的幅度与桩端土体的强度有关，诸多实验数据［１３及研究表明在同样的桩侧土条件下，桩端持力层强度高的桩，其侧阻力比桩端持力层强度低的桩高，即桩端持力层强度越高，桩端阻力越大，桩端沉降越小，桩侧阻力就越高，反之亦然。
由于一般情况下端阻的发挥需要更大的位移量，通常滞后于侧阻力的发挥，且当桩的位移较小时其在总阻抗中所占的比例也很小，当桩的位移或桩端土层很强时，桩的端阻就会在桩的总阻抗中占更大的比例并明显地增强桩侧阻力。反之，侧阻力的存在和强化使得端阻得到增强，端阻与侧阻相互影响
和制约。
表１不同桩端条件下荷载试验结果
由表ｌ［２］相关数据可以看出，当端阻存在并逐步发挥时，桩端附近的侧阻力也随之逐步强化，而随着荷载的增加，桩端附近侧阻力逐渐强化。
３桩周土的影响
桩周土的性质是影响桩侧阻力的根本因素。而土的性质主要由液限指数、孔隙比、密实度等来表示。一般土层状态越密实、含水量越小、空隙比越小、压缩模量越大，桩侧摩阻力越大。桩周土的强度越高，相应的桩侧阻力就越大。许多试验资料指出，在
万
方数据２００７年第２８卷第２期
摩阻力缦Ｐａ
图１不同荷载时侧阻力曲线
一般的粘性土中，桩侧阻力等于桩周土的不排水抗剪强度；在砂性土中的桩侧阻力系数平均值接近于主动土压力系数。由于桩侧阻力属于摩擦性质，是通过桩周土的剪切变形来传递的，因而它与土的剪切模量密切相关。超压密粘土的应变软化及砂土的剪胀，使得侧阻力随位移增大而减小；在正常固结以及超微超压密粘性土中，由于土的固结硬化，侧阻力会由于桩顶反复加荷而增大。
４桩长桩径的影响
随着桩入土深度的增加，同一标高处侧阻力值不断减小。桩长越长，桩极限侧阻力越大。
侧摩阻力，（【ｘ
ｒｌ
２）
《球魁
嚣
图２不同桩长时侧阻力曲线
一般而言，桩径对桩侧阻力的影响基本可以忽略，但对于直径大于８００ｍｍ的大直径桩，则应加以考虑，对于粘性土中的大直径桩，其桩侧阻力随桩径的增大变化较小；而无粘性的砂类土、碎石类土中的
大直径桩，桩侧阻力最大值发挥所需要的位移远大子常规直径的桩，根据Ｂｒａｎｄｌ对砂砾石地层中直径
１～８ｍ的大直径桩桩侧阻力的研究。大直径桩的桩
侧极限阻力随桩径的增大呈双曲线型减小，桩基技术规范建议对于砂土和碎石土中的大直径桩，桩侧阻力的折减系数［３］按下式计算：亭＝（ｏ．８／Ｄ）“３，Ｄ’
为桩径。
一些（ＭａｓａｋｉｒｏＫｏｉｋｅ）试验结果表明，非粘性土中的桩侧阻力存在着明显的尺寸效应，这种尺寸效应源于钻、挖孔时侧壁土的应力松弛。桩径越大、
１】３
国外建材科技
桩周土层的内聚力越小，侧阻力降低的就越明显。
５其他因素的影响
成桩工艺的不同也会使桩周土体中应力、应变场发生不同变化，从而导致桩侧阻力的相应变化。这种变化与土的类别、性质，特别是灵敏度、密实度、饱和度密切相关。
挤土效应“］对侧阻力也存在着影响，挤土桩在成桩过程中产生挤土作用，使桩周土挠动重塑、侧向压应力增加，导致桩侧阻力提高。对于非饱和土，土体受挤而增密，土愈松散、粘性愈低，其增密幅度愈大。对于饱和粘性土，土体受挤压时，由于瞬时排水固结效应不显著，体积压缩变形小，引起超孑Ｌ隙水压力，随后出现孔压消散，再固结和触变恢复，导致侧阻力产生显著的时间效应。
桩基承载力的时间效应显然对侧阻力值有着一定影响，摩擦型桩入土后的承载力不是定值，它会随时间的变化而呈增长趋势。根据不同土质、不同桩型、不同尺寸的桩承载力时效试验观测结果，其最终单桩极限承载力比初始值可以增长约４０％～４００％，达到稳定值所需时间由几十天到数百天不等，在这个过程中侧阻力值发生变化。
土的触变时效以及其固结时效都会影起侧阻力值的变化，桩周土经沉桩挤压扰动，强度降低，粘性土的触变作用使损失的强度随时间逐步恢复，而沉桩引起的超孔隙水压力随时间消散，桩侧土在自重应力和沉桩扩张应力共同作用下固结，超孔压逐渐消散，土的有效应力和密实度逐渐增大、强度逐渐恢复，甚至超过其原始强度。非挤土桩在成孔过程中由于孔壁侧向应力解除，将出现侧向松弛效应，导致土体强度削弱，桩侧阻力随之降低，其降低幅度与土性、有无护壁、孔径大小等因素有关。对于干作业钻、
１１４
万
方数据２００７年第２８卷第２期
挖孔桩无护壁条件下，孔壁土处于自由状态，产生向内的径向位移，浇注混凝土后，径向位移虽有所恢复，但侧阻力仍有所降低。对于无粘性土中的大直径钻、挖孑Ｌ桩，其成桩松驰效应对侧阻力的削弱影响更不容忽视。６
结论
ａ．桩侧摩阻力的影响因素很多，桩长、桩径、长径比、桩周土性质、桩端土强度、土层深度、时间长短、施工方法等都一定程度上影响着桩侧摩阻力的大小。
ｂ．这些影响因素多是在成桩过程，超孔隙压力的平衡过程以及桩的承载过程中对桩侧阻力产生影响的。桩侧阻力之所以不能很准确地估算，是因为这些因素往往又不是独立的，而是有着相互的联系。注意各影响因素间的联系对于提高工程用桩中桩基承载力有着十分重要的作用。
对于影响桩侧阻力发挥的因素如何量化进行计算是个比较复杂的问题，还有待进一步研究和探讨。
参考文献
［１］
中华人民共和国行业标准。建筑桩基技术规范（ＪＧＪ９４—９４）［Ｓ］．北京；中国建筑工业出版社，１９９５．
［２］Ａｌｅｋｓａｎｄａｒ
Ｓ
Ｖｅｓｉｃ．桩与土体系中的荷载传递．地基
与基础译文集（桩基础），中国工业出版社，１９８２．
［３］刘利民，舒翔，熊巨华．桩基工程的理论进展与工程
实践［Ｍ］．北京：中国建材工业出版社，２００２．
［４］李富强。王钊．桩侧阻力研究的概述口］．低温建筑技
术．２００５，（３）：７０．７２．
收稿日期：２００７一０２—２６．
作者简介；刘玮（１９８３一），硕士．
Ｅ—ｍａｉｌ：ａｎｇｅｌｌ６３０＠ｓｉｎａ．
桩侧阻力影响因素分析
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
刘玮， LIU Wei
武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉,430070
国外建材科技
SCIENCE AND TECHNOLOGY OF OVERSEAS BUILDING MATERIALS2007,28(2)1次
参考文献(4条)
1.JGJ 94-1994.建筑桩基技术规范 1995
2.Aleksandar S Vesic 桩与土体系中的荷载传递 19823.刘利民;舒翔;熊巨华 桩基工程的理论进展与工程实践 2002
4.李富强;王钊 桩侧阻力研究的概述[期刊论文]-低温建筑技术 2005(03)
本文读者也读过(10条)
1. 郑平军.马博恒.许立斌.ZHENG Ping-jun.MA Bo-heng.XU Li-bin 阳泉市某住宅楼侧倾变形治理设计[期刊论文]-山西建筑2010,36(29)
2. 甘凤林.黄金花.徐健.马涛.GAN Feng-lin.HUANG Jin-hua.XU Jian.Ma Tao 考虑桩土相互作用的大跨越基础桩距优化研究[期刊论文]-电力学报2009,24(2)
3. 孙强.魏青军.王媛媛.冶小平 软土地基中桩土作用与应力快速迁移机制研究[会议论文]-2008
4. 闫澍旺.封晓伟.田俊峰.YAN Shu-wang.FENG Xiao-wei.TIAN Jun-feng 循环荷载下滨海软黏土孔压发展规律及强度弱化特性[期刊论文]-中国港湾建设2010(z1)
5. 钱春香.温立光.刘彤.田亚护.QIAN Chun-xiang.WEN Li-guang.LIU Tong.TIAN Ya-hu 正融土强度弱化特性研究的试验仪器及方法[期刊论文]-北京交通大学学报（自然科学版）2007,31(4)6. 杨毅 桩-土作用的连续刚构稳定性分析[期刊论文]-中国水运（下半月）2009,9(5)
7. 李宏伟.李思忠.陶俊林 桩土共同作有下摩擦桩桩长公式的探讨[期刊论文]-安徽建筑2008(3)8. 李辉.李进军.丁永君 桩侧摩阻力和端阻力的影响因素分析及其应用[会议论文]-20079. 胡志广 基桩缺陷量化分析中桩土相互作用阻尼的研究[学位论文]2006
10. 吴艺.房营光.Wu Yi.Fang Ying-guang 条形基础下地基稳定的突变性[期刊论文]-华南理工大学学报（自然科学版）2005,33(11)
引证文献(1条)
1.安景波.崔永高.马金荣 桩基内力测试数据的光顺样条处理算法[期刊论文]-黑龙江科技学院学报 2008(6)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_gwjckj200702051.aspx
范文二：影响轮胎滚动阻力的自身因素
Material Sciences 材料科学, 2016, 6(5), 285-291 Published Online September 2016 in Hans.
The Influence of Tyre Itself Factors on the Tire Rolling Resistance
Kun Wei1, Xiaomin Liu1, Zhonglei Man1, Jie Su1, Hui Song2, Tingxi Li2
Inspection and Quarantine Technical Center of Shandong Entry & Exit Inspection and Quarantine Bureau, Qingdao Shandong 2Shandong University of Science and Technology, Qingdao Shandong
th th th Received: Aug. 20, 2016; accepted: Sep. 11, 2016; published: Sep. 14, 2016 Copyright ? 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).
1
Open Access
Abstract
Reducing the rolling resistance of tires can play a profound effect on energy conservation and en-vironmental protection, because energy conservation is the future development of the car. This article focuses on the principle of tire rolling resistance and their own conditions that affect the tire’s rolling resistance. Wherein the condition of the tire itself includes tread rubber material, matrix material, the mixing process, the cord angle of the crown, the aspect ratio of the tire sec-tion, rim diameter, weight of the tire, tread and the bead structure. This paper has provided a ref-erence for improvement and perfection of the tire manufacturing process. Keywords
Tire Rolling Resistance, Influencing Factors, Tire Material, Tire Construction
影响轮胎滚动阻力的自身因素
魏 堃1，刘晓民1，满忠雷1，苏 杰1，宋 慧2，李廷希2
1山东出入境检验检疫局检验检疫技术中心，山东 青岛
2山东科技大学，山东 青岛
收稿日期：2016年8月20日；录用日期：2016年9月11日；发布日期：2016年9月14日
文章引用: 魏堃, 刘晓民, 满忠雷, 苏杰, 宋慧, 李廷希. 影响轮胎滚动阻力的自身因素[J]. 材料科学, 2016, 6(5): 285-
魏堃 等
摘 要
节能是未来汽车的发展方向，降低轮胎的滚动阻力可以起到节约能源和绿色环保的效果。本文主要讨论了轮胎滚动阻力产生的原理和轮胎自身的条件对轮胎滚动阻力的影响，其中，轮胎的自身条件包括胎面胶材料、骨架材料、混合工艺、胎冠帘线角度、轮胎断面高宽比、轮辋直径、轮胎重量、胎面花纹以及胎圈结构。这些研究为改进和完善轮胎制造方法提供了参考。
关键词
轮胎滚动阻力，影响因素，轮胎材料，轮胎结构
1. 引言
随着人们生活的提高，汽车已经走进了千家万户，汽车给人们带来方便的同时，也为我们带来了一些危害，比如：交通拥挤、环境污染、意外事故等。随着全球能源危机的影响以及人们环保意识的增强，节能减排和绿色环保已成为各大轮胎厂家设计和制造轮胎的重要目标[1]。而轮胎滚动阻力的减小，将有利于汽车能源消耗的减少。有关实验证明滚动阻力降低10%，载重子午线轮胎和小型子午线轮胎分别可节省燃料3.94%和1.22%。还有试验表明，轻型载重汽车轮胎或轿车轮胎用5%左右的燃料来克服轮胎滚动阻力；载重汽车轮胎也用13%左右的燃料来克服轮胎滚动阻力[2]。因此，关于汽车滚动阻力的研究对于降低汽车尾气排放、减少汽车燃料消耗、防止大气污染等具有十分重要的意义。
轮胎滚动阻力的影响因素很多，根据轮胎滚动阻力产生的原因，目前国内外大致提出了以下两个主要的因素：汽车的行驶条件和轮胎自身条件。其中轮胎的自身条件又包括轮胎的制造材料和轮胎的设计结构。本文着重论述了胎面胶材料、骨架材料、混合工艺、胎冠帘线角度、轮胎断面高宽比、轮胎的重量、轮辋直径、胎面花纹和胎圈结构等轮胎的自身因素对滚动阻力的影响，为生产厂家准确测量轮胎滚动阻力提供可靠而有价值的参考。
2. 轮胎滚动阻力产生的原理
轮胎的滚动阻力是一种能量损失的量度，它定义为轮胎滚过单位距离所损耗的能量，也称为轮胎滚动损失。轮胎滚动损耗主要包括轮胎滚动时粘弹性材料克服应变滞后所消耗的迟滞功、轮胎滚动时搅动空气引起的流体阻力消耗的功、轮胎与地面接触克服外摩擦消耗的功以及轮胎花纹拍打地面所消耗的功等，其中轮胎材料内部的粘弹滞后损失是最主要的[3]。
汽车在行驶中，轮胎转动会受到各种复杂的周期变形形式，对此的研究和描述是非常复杂的。但就轮胎滚动阻力而言，无论是接地部位还是胎侧，轮胎最主要的变形形式就是弯曲变形。当然，除此之外，接地部位的轮胎还会受到剪切变形和压缩变形的作用。在以上这些循环变形作用下，加之轮胎中各种橡胶及其复合材料的粘弹特性，使得轮胎在加载过程中释放出来的功在卸载过程中不能全部回收，这些能量损失就是粘弹滞后热损失，约占轮胎滚动阻力的90%~95% [4]。
轮胎滚动行驶时，轮胎上的每一点都相当于小的弹簧或减振器，轮胎变形所产生的阻尼功损失不能全部收回，这个过程所产生的能量如图1所示。
3. 轮胎制造材料对轮胎滚动阻力的影响
轮胎滚动阻力减小的方法是减小轮胎材料的滞后损失，轮胎材料的滞后损失主要集中在胎面、胎圈、
魏堃 等
Figure 1. Hysteresis loss of the tire
图1. 轮胎迟滞损失
三角胶、带束层、内衬层、胎侧胶、胎体帘布和基部胶等方面，图2为它们所占整个轮胎滚动阻力的百分比分别为39%，14%，13%，8%，8%，7%，6%和5%。下面主要介绍一下胎面胶、胎体帘线、带束层钢丝、混合工艺、轮胎花纹、轮胎的重量和胎圈结构等因素对轮胎滚动阻力的影响。
3.1. 胎面胶材料的影响
由于胎面滚动阻力约占整个轮胎滚动阻力的50%，所以，使用低滚动阻力的胎面胶配方对轮胎滚动阻力的降低起到非常大的作用。胎面胶主要由各种橡胶、填充剂(如炭黑) 、操作油、活性分散剂、硫化剂和其他辅助剂组成，不同材料对轮胎滚动阻力的影响也不同。
3.1.1. 橡胶
用于制造轮胎的胎面胶的主要原料是橡胶，因此，橡胶的选择对于降低轮胎滚动阻力有很大的影响。文兴[5]等人叙述了一种新的功能化合成橡胶，对于降低轮胎的滚动阻力有明显的效果。这种功能化的合成橡胶在制备过程中，采用新的镧系催化剂体系研制高顺式聚丁二烯橡胶，然后再将它与充油功能溶聚丁苯橡胶混合，采用白炭黑或炭黑填充，然后就可以用此类合成橡胶来制造低滚动阻力且具有最佳湿路面抓着力与耐磨性能平衡的轮胎。
另外，还有实验得出结论在负荷固定的条件下，不同胶种的胎面胶滚动阻力的大小为顺丁橡胶(fBR ) <丁苯橡胶(fsbr )="">< 天然橡胶(fnr="" )="" ；而在变形条件固定的条件下，则为f="" nr="">< fsbr="">< fbr="">
胎面胶若采用丁苯橡胶时，乳聚丁苯橡胶为胎面胶所制备的轮胎滚动阻力大于溶聚丁苯橡胶为胎面胶的轮胎滚动阻力。如果在采用溶聚丁苯橡胶的同时，加入适量的硅烷偶联剂和白炭黑，对于降低轮胎的滚动阻力更加有效[7]。
3.1.2. 油
影响抗湿滑性能和轮胎滚动阻力的主要因素之一是芳烃油用量。低滚动阻力配方中，芳烃油的用量一般都比较少，芳烃油用量越多，胶料抗湿滑性能越高，轮胎滚动阻力也随之增大；芳烃油用量越少，轮胎滚动阻力也跟着越小[8]。
3.1.3. 填充剂
炭黑作为橡胶体系的填充材料，对轮胎滚动阻力的影响较大。根据前人的研究，可以得出结论：炭黑颗粒越大，轮胎滚动阻力越大；炭黑使用越多，轮胎滚动阻力也越大。另外在减小炭黑用量的条件下，炭黑N299可使胎面胶的滚动阻力、湿牵引性能和耐磨性能获得较好的平衡。
目前，我们经常用的填充材料是白炭黑。它属于低燃料消耗性的填充剂，通常与硅烷偶联剂并用，制造的轮胎具有良好的抗湿滑特性和抗滚动阻力。当然用白炭黑作为胶料的填充剂也有许多问题尚未解
魏堃 等
胎体帘布
基
部
胶
胎面内衬层
带束层
三角胶胎圈
Figure 2. The influence of different parts of tire on rolling resistance
图2. 轮胎各个部位对轮胎滚动阻力的影响
决，但是白炭黑填充制造轮胎已经实现了商品化，并且不断扩大，这对于炭黑行业来说也是一种挑战，炭黑行业也正在努力研究开发具有更多优良性能的新型炭黑[9]。
现在也有一些厂家选择短纤维作填充材料。试验表明，适当的使用短纤维，可使轮胎具有质量小、滚动阻力低、舒适安全、驾驶灵活稳定的优点。短纤维具有三种取向，即径向取向、周向取向和轴向取向，它的这些取向对轮胎性能有很大的影响，同时也是降低生热的关键因素[10]。
3.1.4. 其他材料
除了以上列出的胎面胶的几个主要的成分外，胎面胶的组成成分还有硫化剂和其他辅助材料。硫化剂用量增加，轮胎的滚动阻力也跟着增加[11] [12]。另外，制造轮胎时添加偶联剂(如硅烷偶联剂) 可以降低轮胎的滚动阻力[8]。胎面的原材料对轮胎滚动阻力的影响如下表1所示。
3.2. 骨架材料的影响
轮胎用的骨架材料通常包括两大类，一类是包括胎体层的帘线；另一类是带束层的钢丝。带束层和胎体层对轮胎的滚动阻力也存在较大的影响。
钢丝具有强度高的优点，用它作为轮胎的带束层，可以使滞后损失降低，同时也使轮胎的滚动阻力得到有效地降低；涤纶工业丝具有强力高、模量高、尺寸稳定、热收缩低等优点，可在低成本的投入下降低轮胎的滚动阻力；人造丝在高温条件下，具有良好的尺寸稳定性，用作轮胎的胎体是其它纤维所无法取代的；芳纶帘线具有模量高、质量小、动态性能好等优点，将其用在轮胎中，可使轮胎的耐久性能得到良好的改善，并且能够减轻轮胎的质量、降低轮胎的滚动阻力[13] [14]。
此外，轮胎滚动阻力还受轮胎帘线层结构的影响。行驶面宽度小于带束层宽度能有效减小胎面与胎圈之间的变形，减小滞后损失，从而降低轮胎滚动阻力。有研究表明，采用新型带束层结构的HT85轮胎就是由中国公司生产的，其结构为由一层胶片从中间隔开两组交叉排列的钢丝帘线，这种设计结构能有效降低轮胎滚动阻力。另外，轮胎滚动阻力还受带束层角度的影响。小的带束层角度，可有效地降低轮胎滚动阻力[15]。从国内外轮胎的剖析结果来看，00锦纶帘布作为保护层，具有一定角度的钢丝帘布作为工作层的带束层结构应用比较多[16]。
3.3. 混合工艺的影响
轮胎胶料的混炼工艺通常采用两段法，首先，第一段将所有炭黑与一部分生胶进行混炼，得到高炭黑填充量的母炼胶，然后，第二段再将剩余的生胶与一段母炼胶进行混炼，这种方法既可以降低轮胎滚动阻力，又不会损害轮胎的牵引性能和耐磨性能。还有试验表明，母炼胶停放时间减小，有利于轮胎滚动阻力降低，因为胶料停放时间过长，可能会有炭黑粒子迁移到高溶解度参数相中[17]。
魏堃 等
Table 1. The influence of raw material on tire rolling resistance
表1. 胎面的原材料对轮胎滚动阻力的影响
原材料
顺丁橡胶
橡胶品种 天然橡胶
乳聚丁苯橡胶
溶聚丁苯橡胶
操作油品种 芳烃油
环烷基油
颗粒小
颗粒大
用量多
用量少 滚动阻力 低 高 高 高 中等 低 低 高 高 低 炭黑颗粒 操作油和炭黑用量
4. 轮胎设计结构对轮胎滚动阻力的影响
轮胎按结构可分为三大类，一类是子午线轮胎，另一类是斜交轮胎，最后一类是带束斜交轮胎。其中，子午线轮胎具有较低的轮胎滚动阻力。子午线轮胎结构包括胎面、带束层、帘布层、胎侧、三角胶、胎圈等。设计轮胎时，若采用适当的轮胎结构可以降低滚动阻力，轮胎的设计参数有胎冠帘线角度、胎体帘布层数、轮胎断面高宽比和轮辋宽度等。下面主要介绍其中的几种。
4.1. 胎冠帘线角度的影响
试验证明，胎冠帘线角度减小，可以提高使轮胎的径向刚度，从而轮胎的变形减小，滞后损失降低，轮胎的滚动阻力也就减小；增大轮胎轴向刚性，惯性损失减小，滚动阻力降低。从而，我们得出结论，无论胎冠帘线角度增大还是减小，这均有利于降低轮胎滚动阻力[10]。
4.2. 轮胎断面高宽比的影响
通常情况下，轮胎断面高宽比与轮胎和地面的接触面积有直接关系，一般轮胎断面高宽比减小，轮胎滚动阻力也随之减小。因此，国内外的轮胎制造商开始向轮胎断面结构的高宽比小的方向发展。这是因为随着轮胎断面高宽比的不断减小，在一定的负荷和充气压下，轮胎不易发生变形，所以滞后损失减小，从而降低了轮胎的滚动阻力[18]。P. S. Pilla的研究表明轮胎的滚动阻力F 与轮胎的负荷L 、下沉量d 、粘弹性V 以及印痕尺寸d 有以下关系[6]：
F =K (LdVW a )
其中：W 和a 分别为印痕的宽度和面积；K 为常数。吴桂忠[13]等探索了不同行驶速度下，不同断面高宽比对轮胎滚动阻力的影响，实验结果如表2所示。
4.3. 轮辋直径的影响
轮辋直径对轮胎滚动阻力也有比较大的影响。当轮胎的轮辋直径增大时，轮胎的滚动阻力反而降低。但是当行车速度增大时，滚动阻力数值的差距会越来越小。产生这种情况的原因是当增大轮辋直径时，在相等的充气压和垂直负荷下，轮胎的相对变形会减小，轮胎的滞后损失会降低，从而轮胎的滚动阻力也会降低[13]。吴桂忠[13]等还探索了不同行驶速度下，不同辋直径对轮胎滚动阻力的影响，实验结果如表3所示。
魏堃 等
Table 2. The influence of different cross-sectional aspect ratios on tire rolling resistance
表2. 不同断面高宽比对轮胎滚动阻力的影响
行驶速度(km/h)
50
80
120 70系列的滚动阻力(N) 123.20 115.70 114.70 65系列的滚动阻力(N) 87.01 89.74 93.68
Table 3. The influence of different Rim diameters on tire rolling resistance
表3. 不同辋直径对轮胎滚动阻力的影响
行驶速度(km/h)
50
80
120 5J*13的滚动阻力(N) 89.1 98.1 101.0 5J*14的滚动阻力(N) 75.9 79.9 85.9
4.4. 轮胎重量的影响
试验表明，轮胎重量能在一定程度上也能影响轮胎的滚动阻力，通常质量越小，轮胎滚动阻力也越小。为此，减小轮胎质量的一个有效方法是无内胎化。通常我们现在使用的汽车轮胎基本上都是无内胎子午线轮胎，另外载重汽车的轮胎也在向无内胎化发展。有数据统计，西欧的无内胎载重子午线轮胎的使用已接近100%，美国的无内胎轮胎的使用在90%以上，日本也已经超过了55% [18]。
4.5. 胎面花纹的影响
轮胎与路面的接触主要是轮胎胎面花纹与路面的接触，所以胎面花纹对滚动阻力的影响也不容忽视。轮胎胎面花纹与路面作用的机理比较复杂，至今为止，许多问题尚未得到清晰解答，故在此只做简单分析。增大路面与轮胎胎面间的摩擦力是轮胎花纹的主要作用。因此轮胎花纹的设计对轮胎的生产具有重要的作用，为车辆提供安全行驶的保证[19]。图3为几种常见的轮胎花纹。
一般来说，纵向花纹轮胎的滚动阻力要低于横向花纹的。另外，无论是横向花纹还是纵向花纹，花纹沟条数越多，滚动阻力也越大，所以交叉花纹对胎面滚动阻力的影响最大。近年来，仿生花纹成为研究热点，利用仿生学原理设计类似动物掌纹、手指结构的胎面花纹，可有效降低轮胎滚动阻力，提高了轮胎综合性能[10]。另外，胎面花纹沟细而浅可通过增大胎面刚性来降低滚动阻力。但对于中型载重子午线轮胎，得出的结论与上述结果完全相反。因此，花纹深度对滚动阻力的影响是比较复杂的，轮胎滚动阻力降低的普遍趋势并不适用于所有情况。在使用过程中轮胎胎面磨损或人为磨损都会对轮胎滚动阻力产生影响。
4.6. 胎圈结构的影响
轮胎胎圈材料种类繁多，结构复杂，对轮胎滚动阻力的影响比较大。三角胶通常分为两段，并且上段模量小于下段模量，总体高度不能太大。因为总体高度过大，变形区域容易发生上移，从而胎肩变形增大，能量损失也增大，滚动阻力增大。材料配置时，应该遵循刚度从上到下逐渐变大的配置顺序，应变、应力合理分配，从而降低能量损失、减小轮胎滚动阻力。另外，采用的钢丝圈越接近于圆形的六边形结构越有利于轮胎滚动阻力的降低。因为钢丝增强层两侧分布产生的滚动能量损失小，所以通常将它设置在钢丝圈两侧[17]。
魏堃 等
(a) 光滑平面 (b) 斜对角花纹 (c) 抛物线形花纹 (d) 交叉花纹
Figure 3. Several common tread patterns
图3. 常见的几种轮胎花纹
5. 结束语
通过以上分析，我们知道影响轮胎滚动阻力的自身因素很多，某些影响因素之间还相互制约、相互联系。主要的影响因素是轮胎自身的性质，因此，我们在以后的发展中，应该主要的研究胎体的材料和胎体的结构对轮胎滚动阻力的影响。但是，鉴于安全标准的限定，也不能一味的降低滚动阻力，理想的情况是在降低轮胎滚动阻力的同时提高轮胎的综合使用性能，这样才能使制备的轮胎更加畅销。 基金项目
国家质检公益性科研专项《轮胎安全环保关键技术与质控体系研究及应用》(201410067)。
参考文献 (References)
[1] 段振亚, 樊丽娟, 王涛, 等. 轮胎滚动阻力影响因素试验分析[J]. 石油化工设备, 2016, 45(1): 6-10.
[2] 薛风先, 王泽鹏, 朱由锋. 轮胎滚动阻力(因数) 测定和数值计算方法[J]. 橡胶工业, 2006, 53(3): 174-178.
[3] 叶进雄, 龚科家, 危银涛. 全钢载重子午线轮胎滚动阻力分析与试验[J]. 橡胶工业, 2008, 55(4): 245-250.
[4] 韩秀枝. 子午线轮胎稳态滚动阻力及水滑特性的研究[D]:[硕士学位论文]. 北京: 北京化工大学, 2009.
[5] 文兴. 轮胎用新的功能化合成橡胶[J]. 现代橡胶技术, 2015, 41(4): 18-26.
[6] 罗俊. 影响轮胎滚动阻力的因素分析[J]. 自动化仪表, 2015, 36(2): 72-75.
[7] 潘大海, 梅周蟒. 低滚动阻力轮胎胎面胶的研究[J]. 橡胶工业, 2000, 20(9): 534-536.
[8] 刘其林, 董长征. 降低轮胎滚动阻力方法的初步探讨[J]. 轮胎工业, 1999, 19(3): 131-136.
[9] 那洪东. 降低轮胎滚动阻力的材料和技术[J]. 世界橡胶工业, 2006, 33(7): 22-26.
[10] 赵敏. 降低轮胎滚动阻力的途径[J]. 轮胎工业, 2006, 26(10): 586-593.
[11] 罗怀和. 胎面胶配方因素对滚动阻力的影响[J]. 轮胎工业, 1996, 16(4): 212-213.
[12] 颜晋钧, 陈宏. 胎面胶对轮胎滚动阻力的影响[J]. 轮胎工业, 2007, 27(1): 16-18.
[13] 吴桂忠, 郑光亮, 曲学新. 影响轿车子午线轮胎滚动阻力的因素初探[J]. 轮胎工业, 2001, 21(3): 131-134.
[14] 陈忠茂, 罗吉良. 低滚动阻力轮胎的设计和开发探讨[J]. 中国橡胶, 2012(14): 38-40.
[15] 于清溪. 轮胎滚动阻力特性的探讨[J]. 橡塑技术与装备, 2013, 39(2): 1-12.
[16] 王登祥. 轮胎滚动阻力文献评述[J]. 轮胎工业, 1997, 17(12): 707-712.
[17] 马改陵, 徐鸿, 崔文勇. 子午线轮胎滚动阻力的研究进展[J]. 橡胶工业, 2005, 52(8): 501-511.
[18] 何燕, 张忠富. 轮胎滚动阻力影响因素及测试方法[J]. 轮胎工业, 2004, 24(4): 238-241.
[19] 张兴皖, 朱家明, 王雪琪, 等. 轮胎花纹性能的优化设计[J]. 西昌学院学报·自然科学版
, 2015, 29(3): 28-31.
期刊投稿者将享受如下服务：
1. 投稿前咨询服务 (QQ、微信、邮箱皆可) 2. 为您匹配最合适的期刊 3. 24小时以内解答您的所有疑问 4. 友好的在线投稿界面 5. 专业的同行评审 6. 知网检索 7. 全网络覆盖式推广您的研究
投稿请点击：http://www.hanspub.org/Submission.aspx
范文三：桩侧阻力影响因素分析
桩侧阻力影响因素分析
2007年第28卷第2期
桩侧阻力影响因素分析
刘玮
(武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉430070)
摘要:桩侧阻力的研究是桩基承栽力性状研究中的一个重点,由于受到诸多因素的
影响,桩侧阻力的计算变得
十分复杂,通过对桩长,桩径,桩周土性质,桩端土强度,时间长短等诸多影响因素的
讨论,发现不同条件下桩侧阻力的
变化具有一定的规律性,且这些因素有着相互的联系.随着对桩基承栽性状研究的
不断深化,深入研究影响桩侧阻力
的因素,对于深化对桩基承栽性状的认识,在理论和实践上都具有十分重要的意
义.
关键词:桩侧阻力;影响因素;承栽力;桩土作用
AnalysisontheInfluencingFactorsofthe
PileShaftResistance
IIUWei
(SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China)
Abstract:Studyofpileshaftresistanceisakeypointoftheresearchonthepilebearingperformance.Becauseof
beinginfluencedbymanyfactors,thecalculationoftheshaftresistancebecomeaverydifficultproblem.AccordingtO
thediscussionoftheinfluencingfactors,suchasthelengthofthepile,theradiusofthepile,thefeatureofthesoil
layer,thestrengthofthepileend,theinfluenceoftimeetc,theycontactwitheachother.Itcanbefoundthatthe
variationofthepileshaftresistanceindifferentconditionisregular.Withthedevelopmentoft
heresearchonthepile bearingcapacity,doingmoreresearchontheinfluencingfactorsofpileshaftresistancecanrei
nforcethecognitionof thepilebearingperformance,itisveryusefulintheoryandpractice.
Keywords:pileshaftresistance;influencingfactor;bearingcapacity;pile—soilinteraction
规范中桩侧阻力的取值是按土的物理性质指标 来确定的,这种方法虽然简单实用,但却与实际工程 中有较大差别,越来越多的试验结果证明,在桩基工 程中影响桩侧阻力的因素是多方面的,桩长,桩径, 桩周土性质,桩端土强度,时间长短等条件对桩的侧 阻力均有较大影响,考虑各种因素合理取值,探讨其 随条件变化的规律性,对进行桩侧阻力的进一步研 究充分发挥其作用和节约工程造价都具有很大实际 意义.
1桩侧阻力的常用计算方法
通常计算桩侧阻力的方法有静力法,原位测试 法,经验方法等.静力法根据适用条件和表达方式的 】】2
不同一般分为口法,法,和法.口法是1971年由 Tomlinson提出的,主要用于计算粘性土的侧阻 力,p法一般用于计算粘性土和非粘性土的侧阻力, 法综合了a法和p法的特点,适用于粘性土.原位 测试法是通过现场实验测试的各种参数来确定桩侧 阻力的方法.经验方法是不同地区根据本地的特点 制定的不同影响条件下的侧阻力数据,常用于桩的 初步设计中.
几种计算公式
口法Q.k一(1)
式中,a为经验粘性系数.fu为桩侧饱和粘性土的不 排水抗剪强度.
法Q=(2)
'国外建材科技2007年第28卷第2期
式中,fl=ktan;愚为土压力系数;为土的有效内 摩擦角;为竖向有效应力.
法Q.k=2(a+2c)(3)
式中,由大量静载试桩资料回归分析得到的系数. 一
般的桩型用规范口中经验参数法计算单桩侧 阻力.
Qk一?qsikL(4)
式中,为桩身周长;qi为用静力触探比贯入阻力值 估算的桩周第i层土的极限侧阻力标准值;L为桩 穿越第i层土的厚度.
2桩端条件的影响
早在2O世纪7O年代,Vesic就已经通过一系列 的试验证明桩侧阻力在桩端附近会得到增强.各向 异性土体中桩侧阻力的分析从理论上证实了上述现 象,进一步指出桩端附近桩侧阻力增加的幅度与桩 端土体的强度有关,诸多实验数据口及研究表明在 同样的桩侧土条件下,桩端持力层强度高的桩,其侧 阻力比桩端持力层强度低的桩高,即桩端持力层强 度越高,桩端阻力越大,桩端沉降越小,桩侧阻力就 越高,反之亦然.
由于一般情况下端阻的发挥需要更大的位移 量,通常滞后于侧阻力的发挥,且当桩的位移较小时 其在总阻抗中所占的比例也很小,当桩的位移或桩
端土层很强时,桩的端阻就会在桩的总阻抗中占更 大的比例并明显地增强桩侧阻力.反之,侧阻力的存 在和强化使得端阻得到增强,端阻与侧阻相互影响 和制约.
表1不同桩端条件下荷载试验结果
由表1[2相关数据可以看出,当端阻存在并逐步 发挥时,桩端附近的侧阻力也随之逐步强化,而随着 荷载的增加,桩端附近侧阻力逐渐强化. 3桩周土的影响
桩周土的性质是影响桩侧阻力的根本因素.而 土的性质主要由液限指数,孔隙比,密实度等来表 示.一般土层状态越密实,含水量越小,空隙比越小, 压缩模量越大,桩侧摩阻力越大.桩周土的强度越 高,相应的桩侧阻力就越大.许多试验资料指出,在 暑
摩阻力,kl】n
图1不同荷载时侧阻力曲线
一
般的粘性土中,桩侧阻力等于桩周土的不排水抗 剪强度;在砂性土中的桩侧阻力系数平均值接近于 主动土压力系数.由于桩侧阻力属于摩擦性质,是通 过桩周土的剪切变形来传递的,因而它与土的剪切 模量密切相关.超压密粘土的应变软化及砂土的剪 胀,使得侧阻力随位移增大而减小;在正常固结以及 超微超压密粘性土中,由于土的固结硬化,侧阻力会 由于桩顶反复加荷而增大.
4桩长桩径的影响
随着桩入土深度的增加,同一标高处侧阻力值 不断减小.桩长越长,桩极限侧阻力越大.
侧摩阻力/(t×ft-')
图2不同桩长时侧阻力曲线
一
般而言,桩径对桩侧阻力的影响基本可以忽 略,但对于直径大于800mm的大直径桩,则应加以 考虑,对于粘性土中的大直径桩,其桩侧阻力随桩径 的增大变化较小;而无粘性的砂类土,碎石类土中的 大直径桩,桩侧阻力最大值发挥所需要的位移远大 于常规直径的桩,根据Brandl对砂砾石地层中直径 1,8m的大直径桩桩侧阻力的研究,大直径桩的桩 侧极限阻力随桩径的增大呈双曲线型减小,桩基技 术规范建议对于砂土和碎石土中的大直径桩,桩侧 阻力的折减系数[.按下式计算:=(O.8/D)".,D 为桩径.
一
些(MasakiroKoike)试验结果表明,非粘性 土中的桩侧阻力存在着明显的尺寸效应,这种尺寸 效应源于钻,挖孔时侧壁土的应力松弛.桩径越大, 113.
国外建材科技2007年第28卷第2期
桩周土层的内聚力越小,侧阻力降低的就越明显. 5其他因素的影响
成桩工艺的不同也会使桩周土体中应力,应变 场发生不同变化,从而导致桩侧阻力的相应变化.这 种变化与土的类别,性质,特别是灵敏度,密实度,饱 和度密切相关.
挤土效应[4对侧阻力也存在着影响,挤土桩在 成桩过程中产生挤土作用,使桩周土挠动重塑,侧向
压应力增加,导致桩侧阻力提高.对于非饱和土,土 体受挤而增密,土愈松散,粘性愈低,其增密幅度愈 大.对于饱和粘性土,土体受挤压时,由于瞬时排水 固结效应不显着,体积压缩变形小,引起超孔隙水压 力,随后出现孔压消散,再固结和触变恢复,导致侧 阻力产生显着的时间效应.
桩基承载力的时间效应显然对侧阻力值有着一 定影响,摩擦型桩人土后的承载力不是定值,它会随 时间的变化而呈增长趋势.根据不同土质,不同桩 型,不同尺寸的桩承载力时效试验观测结果,其最终 单桩极限承载力比初始值可以增长约4O,4OO, 达到稳定值所需时间由几十天到数百天不等,在这 个过程中侧阻力值发生变化.
土的触变时效以及其固结时效都会影起侧阻力 值的变化,桩周土经沉桩挤压扰动,强度降低,粘性 土的触变作用使损失的强度随时间逐步恢复,而沉 桩引起的超孔隙水压力随时间消散,桩侧土在自重 应力和沉桩扩张应力共同作用下固结,超孔压逐渐 消散,土的有效应力和密实度逐渐增大,强度逐渐恢 复,甚至超过其原始强度.非挤土桩在成孔过程中由 于孔壁侧向应力解除,将出现侧向松弛效应,导致土 体强度削弱,桩侧阻力随之降低,其降低幅度与土 性,有无护壁,孔径大小等因素有关.对于干作业钻, 114
挖孔桩无护壁条件下,孔壁土处于自由状态,产生向 内的径向位移,浇注混凝土后,径向位移虽有所恢 复,但侧阻力仍有所降低.对于无粘性土中的大直径
,其成桩松驰效应对侧阻力的削弱影响更 钻,挖孔桩
不容忽视.
6结论
a.桩侧摩阻力的影响因素很多,桩长,桩径,长 径比,桩周土性质,桩端土强度,土层深度,时间长 短,施工方法等都一定程度上影响着桩侧摩阻力的 大小..
b.这些影响因素多是在成桩过程,超孔隙压力 的平衡过程以及桩的承载过程中对桩侧阻力产生影 响的.桩侧阻力之所以不能很准确地估算,是因为这 些因素往往又不是独立的,而是有着相互的联系.注 意各影响因素间的联系对于提高工程用桩中桩基承 载力有着十分重要的作用.
对于影响桩侧阻力发挥的因素如何量化进行计 算是个比较复杂的问题,还有待进一步研究和探讨. 参考文献
.建筑桩基技术规范 [1]中华人民共和国行业标准
(JGJ94--94)[S].北京:中国建筑工业出版社,1995. [2]AleksandarSVesic.桩与土体系中的荷载传递.地基 与基础译文集(桩基础),中国工业出版社,1982. [3]刘利民,舒翔,熊巨华.桩基工程的理论进展与工程 实践[M].北京:中国建材工业出版社,2002. [4]李富强,王钊.桩侧阻力研究的概述[J].低温建筑技 术.2005,(3):70—72.
收稿日期:2007—02—26.
作者简介:刘玮(1983一),硕士.
E—mail:angel1630@sina.com
范文四：污泥管道输送沿程阻力影响因素
第45卷第6期
2013年6月
哈尔滨工业大学学报
JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGY
Vol.45No.6
June．2013
污泥管道输送沿程阻力影响因素分析
陆
1，2
海，尹
1112
军，袁一星，王建辉，林英姿，吴
磊
1
（1．哈尔滨工业大学市政环境工程学院，150090哈尔滨；2．吉林建筑大学松辽流域水环境教育部重点实验室，
130118长春）
摘要：为识别污泥管道输送过程中沿程阻力的变化及影响因素，以长春市某污水处理厂浓缩后储泥池污泥为对象，考
察污泥质量分数、温度、减阻剂用量、平均流速等因素对污泥管道输送过程沿程阻力的影响效应，并进行机理分析．结果3.94%，5.39%时，表明：污泥质量分数对沿程阻力影响显著，质量分数分别为2.38%，沿程阻力随质量分数增加而增大，输送过程中控制污泥质量分数小于2.38%可达最佳输送效果；温度对沿程阻力有显著影响，适当升温或采取保温措施有利于减小沿程阻力；减阻剂用量对沿程阻力影响显著，用量过低减阻效果不明显，用量过高会降低减阻效果，实际使用中需测算减阻剂最佳用量，污泥质量分数为3.94%时的减阻剂最佳用量为0.588%；污泥管道输送应在平均流速略高于3.94%，5.39%的3种污泥的输送平均流速分别为1.35～1.45，1.20～不淤流速的紊流条件下进行，质量分数为2.38%，1.30及1.10～1.20m/s．
关键词：污泥；管道输送；沿程阻力；影响因素；减阻中图分类号：TU990.3
文献标志码：A
文章编号：0367－6234（2013）06－0029－04
Influencingfactorsofon-wayresistanceinsludgetransportationpipelines
LUHai1，2，YINJun1，YUANYixing1，WANGJianhui1，LINYingzi2，WULei1
（1．SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering，HarbinInstituteofTechnology，150090Harbin，China；2．KeyLaboratoryof
SongliaoAquaticEnvironment，MinistryofEducation，JilinJianzhuUniversity，130118Changchun，China）
Abstract：Tounderstandthechangesandinfluencingfactorsofon-wayresistanceinsludgetransportationpipelines，theinfluenceeffectsofsludgeconcentration，temperature，dragreductionagentdosageandmeanvelocityonon-wayresistancewereinvestigatedandthemechanismswereanalyzedusingthesludgeconcentratedinstoragebasininawastewatertreatmentplantinChangchunCityasobject．Theresultsshowedthatthesludgeconcentrationsignificantlyaffectedtheon-wayresistance，andwhentheconcentrationswere2.38%，3.94%and5.39%，theresistanceincreasedastheconcentrationincreased，therefore，toachievethebestconveyingeffect，thesludgeconcentrationshouldbecontrolledlessthan2.38%duringtransportationprocess．Temperaturehassignificanteffectontheon-wayresistance，therefore，appropriateheatingorinsulationmeasureswillbebeneficialtothereducingofresistance；Dragreductionagentdosagesignificantlyaffectstheon-wayresistance．Thedragreductioneffectwillbothbereducedwhenthedragreductionagentdosageistoolowortoohigh，therefore，thedragreductionagentoptimumdosageshouldbecalculatedintheactualuse，andthebestdosagefor3.94%concentrationsludgeis0.588%；Themeantransportationvelocityofsludgeshouldbeslightlyhigherthanthenon-depositionvelocitiesunderturbulentconditionswhicharedeterminedtobe1.35－1.45m/s，1.20－1.30m/sand1.10－1.20m/sfor2.38%，3.94%and5.39%concentrationsludgerespectively．Keywords：sludge；pipelinetransportation；on-wayresistance；influencingfactors；dragreduction
收稿日期：2012－06－12．
基金项目：国家自然科学基金资助项目（50978118）．作者简介：陆海（1981—），男，讲师，博士研究生；
尹军（1954—），男，教授，博士生导师；袁一星（1957—），男，教授，博士生导师．
通信作者：尹军，hitjunyin@163．com．
活性污泥法因其高效、低耗等优点而成为城市污水处理最主要的方法，但随之产生的大量剩余污泥是污水处理厂面临的一大难题
［1］
．这些污
水处理过程的副产物降低了污水处理系统的有效
处理能力，若未经恰当处置进入环境后，将直接污
水体和大气生态系统，并对人类活动造成染土壤、
［2］
严重威胁．一般而言，剩余污泥需经过浓缩、消化、脱水后进行最终处置．但对中小型污水处理
粒粒径为3.3μ
m．
频度分布/%
200
400
600
粒径/滋m
800
1000
消化池占地面积大，运行成本高，因此，将污水厂，
能有效减小厂污泥外运并进行集中处理与处置，
中小型污水处理厂运行费用，减少城市周边占地
［3］
面积，并降低对环境的污染．污水厂污泥有压管道输送方式因其运行费用省、自动化控制程度高及清洁、卫生等优点成为污泥输送方式的最佳选择．日本、美国、英国以及荷
［4］
将污兰等国均已修建了若干条污泥输送管道，泥输送至固定地点统一处置．污泥管道输送过程
［5－7］
，属于复杂的固液两相流问题沿程阻力是该
［8－10］
．因此，输送过程中的一个关键问题需探讨
污泥沿程阻力的影响因素，进一步认识污泥流动
图2污泥粒径频度分布
1.21.2.1
实验方法
压差的测定
开启污泥泵，通过控制阀门调节测试管段中
待水银压差计读数稳定后读取压差值．污泥流速，
1.2.2流量的测定
每次调节流在回流管路上安装涡街流量计，
速后待流量计读数稳定后读取流量值．1.2.3污泥质量分数的测定
先取干燥坩埚称质量m1，盛装待测污泥液并称质量m2，然后将待测样品在水浴蒸锅上蒸干，并于105℃下在烘箱中烘干2h，最后在干燥皿中干燥1h后称质量m3，污泥质量分数w=（m3－m1）/（m2－m1）×100%．1.2.4
减阻剂的投加
减阻剂用量由电子分析天平秤取，保持缓慢投加并充分搅拌．1.2.5
温度的控制
实验过程中污泥温度由温度计读取，控制污
温度高出0.5℃时泥温度波动范围为±0.5℃，
停泵冷却，待温度下降回所需温度时继续试验．
1.3实验仪器
AUY－220型）、包括电子分析天平（岛津，激
SALD－2201型）、光粒度仪（岛津，旋转式黏度计（上海精密，NDJ－7型）、GZX－烘箱（上海博迅，
9146MBE型）等．
阻力规律，优化设计污泥输送管道的运行参数，从而节省输送费用．本研究以长春市某污水处理厂考察污泥质量分数、温储泥池中污泥为研究对象，
度、减阻剂用量、平均流速等因素对污泥沿程阻力并进行机理分析．的影响，
1
1.1
实验
实验材料
实验装置如图1所示，污泥泵型号QW40－
3
15，流量40m/h，扬程15m，从污泥泵底部及四周吸泥，保证污泥箱中污泥混合均匀．污泥箱为PVC材质，有效容积500L；控制阀门为铜球阀，控制管道中流量；测试管段为不锈钢管材，长度5.0m，内径35mm，长径比为143∶1；水银压差计以硅胶管与压力测试点连接，测试管段的压差；回流管采用PPR管材，内径51mm；用涡街流量计
3计量管道中的污泥流量，最大量程50m/h，最小
3
精度0.01m/h．
3
5
476
8
5
3
3
2
2.1
结果与分析
污泥质量分数对沿程阻力的影响在常温（25℃）条件下，考察质量分数为
2
1—污泥泵；2—污泥箱；3—控制阀门；4—测试管段；
1
5—压力测试点；6—水银压差计；7—回流管；8—涡街流量计．
2.38%，3.94%，5.39%的3种污泥对沿程阻力的影响．3种质量分数污泥的基本物理属性如表1所示，随污泥质量分数的增大，密度略有增加，动力黏度和运动黏度增加较大．沿程阻力试验结果如图3所示．
由图3可知，质量分数分别为2.38%，3.94%及5.39%时，沿程阻力随质量分数增加而增大，污泥质量分数对沿程阻力影响显著．采用的
图1实验装置示意图
实验所用污泥直接取自长春市某污水处理厂
储泥池，为初沉池污泥与二沉池剩余污泥混合体，污泥粒径频度分布如图2所示．污泥中粒径为204.5μm颗粒所占比例最大，体积分数为4.31%，污泥最大颗粒粒径为992.2μm，最小颗
3种质量分数的污泥均属宾汉流体，污泥颗粒之间结成絮网结构而使污泥具有较大的屈服应力，从而产生较大的沿程阻力．同时，随污泥质量分数的增加，污泥内部的絮网结构加固，屈服应力和沿程阻力也随之迅速增大．污泥流动过程中的屈服
即应力可用白金汉方程表示，
τw8v4τ01τ0
=1－+．（1）D3τw3τwμB
m/s；D为管道内径，m；τw为式中：v为平均流速，
Pa；μB为刚度系数或动力黏度系管壁处剪应力，
结构变松散，固体颗粒间的相互作用因其间距增
固体颗粒易于摆脱周围颗粒的引力作大而减弱，
用而实现在一定空间范围内的自由运动，污泥的
黏度降低，进而沿程阻力减小
．
水力坡度（/kPa·m-1）
1
2v/(m·s)
-1
[()()]
4
Pa·s；τ0为污泥的屈服应力，Pa．数，
表1
序号123
345
各质量分数污泥25℃时的基本物理属性
密度/（kg·m
－3
图4
7
）
温度对5.39%
质量分数污泥沿程阻力的影响
%2.383.945.39
）（mPa·s）1.922.804.85
（m·s
2－1
水力坡度（/kPa·m-1）
质量分数/动力黏度/运动黏度/
5310
1
2v/(m·s)
-1
100310071012
1.912.784.
79
水力坡度（/kPa·m-1）
75310
345
图5温度对3.94%质量分数污泥沿程阻力的影响
2.3
1
2v/(m·s)
-1
减阻剂用量对沿程阻力的影响
常温（25℃）条件下，对质量分数为3．94%的
345
图3污泥质量分数对沿程阻力的影响
污泥进行减阻实验．减阻剂采用325目（45μm）矿物质材料绿泥石粉末，减阻剂的质量分数分别0.588%及0.882%，为0.294%，结果如图6所示．减阻剂用量为0.294%时达不到减阻目的，用量为0.588%和0.882%时均有明显减阻效果，减阻剂最佳用量为0.588%
．
由管道内污泥的受力平衡关系可知
J=4τw/γD．
3
式中：γ为污泥容重，N·m；J为水力坡度．
（2）
J=由式（1）及（2）可知，当v=0时，τw=τ0，4τ04τw
，J≠0；只有当J＞，即在污泥静止时，污泥γDγD污泥质量分数才能克服屈服应力τ0后产生流动，
增加，屈服应力τ0也随之增大，从而使沿程阻力也随之增大．因此，为减小污泥中的屈服应力，应尽量控制污泥质量分数最低．2.2温度对沿程阻力的影响
分别对质量分数为5.39%的污泥在27和37℃条件下及质量分数为3.94%的污泥在19和39℃条件下的沿程阻力进行测定，5结果如图4、所示．
由图4可知，质量分数为5.39%的污泥在27℃时的沿程阻力小于37℃时．由图5可知，质量分数为3.94%的污泥在19℃时的沿程阻力小
对于不同质量分数的污泥，沿程于39℃时．因此，
阻力均随温度升高而明显降低，温度的影响效应
显著．随温度的升高，污泥体积膨胀，污泥中絮网
水力坡度（/kPa·m-1）
12v/(m·s)
-1
345
图6减阻剂用量对3.94%质量分数污泥沿程阻力的影响
结合图2可知，采用的减阻剂颗粒与污泥颗减阻剂的投加事实上增加了粒相比属于细颗粒，
污泥中细颗粒的含量．用量为0.294%时，减阻剂
投加前后污泥自身属性未发生明显改变，不产生减阻效果；用量为0.588%时，减阻剂颗粒在表面吸附水膜后分散于污泥颗粒之间，能够阻止污泥颗粒间的碰撞和聚集，起到了润滑作用，能够提高污泥的流动性并减小沿程阻力；但当减阻剂用量污泥中固体颗粒含量增加，污泥黏达0.882%时，
性随之迅速增大，降低了污泥的流动性，同时增加
沿程阻力．因此，减阻剂用量对沿程阻力影响显
用量过低减阻效果不明显，用量过高会降低减著，
阻效果，实际使用中需测算减阻剂最佳用量，3.94%质量分数的污泥减阻剂最佳用量为0.588%．2.4
平均流速对沿程阻力的影响
不同流速下的沿程阻力测试结果见图3～6．可以看出，污泥沿程阻力随流速的增大呈非线性规律增加，可用哈森－威廉姆斯（Hazen－Williams）紊流公式表示，即
hf=6.82
3.94%质量分际使用中需测算减阻剂最佳用量，
数的污泥减阻剂最佳用量为0.588%．
4）污泥管道输送应在平均流速略高于不淤流速的紊流条件下进行，质量分数为2.38%，3.94%，5.39%的3种污泥的实际输送平均流速分别确定为1.35～1.45，1.20～1.30，1.10～1.20m/s．
参考文献
［1］WANGZheng，WANGLin，WANGBaozhen，etal．
ExperimentalstudyonzeroexcesssludgeproductionprocesswithozonationunitinMBRprocess［J］．JournalofHarbinInstituteofTechnology，2010，42（1）：46－50．
［2］李建政，昌盛，刘枫．不同预处理方法对剩余污泥厌
J］．哈尔滨工业大学学报，2011，氧发酵产氢的影响［43（6）：51－56．
［3］刘弦．城市污水处理厂污泥管道输送阻力特性研究
［D］．重庆：重庆大学城市建设与环境工程学院，2007．
［4］姜泳文．城市污水处理厂污泥的管道运输［J］．冶金
2000，32（2）：32－36．矿山设计与建设，
［5］WANGWuchang，FANShuanshi，LIANGDeqing，et
al．Experimentalstudyonflowcharacteristicsoftetrahydrofuranhydrateslurryinpipelines［J］．JournalofNaturalGasChemistry，2010，19（3）：318－322．［6］WANGWuchang，FANShuanshi，LIANGDeqing，et
al．Amodelforestimatingflowassuranceofhydrateslurryinpipelines［J］．
JournalofNaturalGas
Chemistry，2010，19（4）：380－384．
［7］CHENLiangyong，DUANYufeng，LIUMeng，etal．
Slipflowofcoalwaterslurriesinpipelines［J］．Fuel，2010，89（5）：1119－1126．
［8］MATOUSEKV．Pressuredropsandflowpatternsin
sand-mixturepipes［J］．ExperimentalThermalandFluidScience，2002，26（6）：693－702．
［9］FANGARYYS，GHANIASA，HAGGARDSME，et
al．Theeffectoffineparticlesonslurrytransportprocesses［J］．MineralsEngineering，1997，10（4）：427－439．
［10］KAUSHALDR，KIMIHIKOS，TAKESHIT，etal．
Effectofparticlesizedistributiononpressuredropandconcentrationprofile
in
pipeline
flow
of
highly
concentratedslurry［J］．InternationalJournalofMultiphaseFlow，2005，31（7）：809－823．
(D)()
L
1.17
v
CH
1.85
．（3）
m；L为输泥管式中：hf为输泥管沿程水头损失，
m；D为输泥管管径，m；v为污泥平均流速，长度，
m/s；CH为哈森－威廉姆斯系数，其值取决于污泥质量分数．
随着流速的增加，污泥内部的絮网结构遭受破坏的程度加剧，污泥颗粒间及颗粒与管壁间的碰撞概率加大，导致黏滞力的增加，即沿程阻力的增加．实际输送过程中，层流条件下，由于屈服应同时，输送流速较小容易力的存在而使阻力很大，
引起污泥颗粒的分选沉降并产生淤积，不利于污污泥颗粒因保持悬浮状态泥的输送；紊流条件下，而利于长距离输送，但应避免因流速过高而导致较大的输送阻力．因此，污泥管道输送应在平均流速略高于不淤流速的紊流条件下进行．根据污泥管道不淤流速关系式，结合试验中管长、管径、污泥密度、污泥质量分数、粒径级配、黏度及雷诺数3.94%，5.39%质量分数等数据，计算出2.38%，
的3种污泥的不淤流速分别为1.32，1.19及1.06m/s，因此，实际输送平均流速分别确定为1.35～1.45，1.20～1.30，1.10～1.20m/s．
3结论
1）污泥质量分数对沿程阻力影响显著，沿程阻力随质量分数增加而增大，输送过程中污泥质量分数小于2.38%可达最佳输送效果．
2）温度对沿程阻力的影响效应明显，升高温度可提高污泥的流动性，有利于减小沿程阻力．在寒冷地区应对污泥输送管道采取适当的升温及保温措施．
3）减阻剂用量对沿程阻力影响显著，用量过
用量过高会降低减阻效果，实低减阻效果不明显，
(编辑刘彤)
范文五：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
FK3517空气滤纸
P191033空气滤纸
HV进口空气滤纸
国桥200空气滤纸透气度L/min·cm27.218.639.5713.35厚度mm1.19
0.740.450.56空滤器阻力kPa2.472.342.192.08
（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
2.25
2.19
2.042.442.572.362.28
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。
转载请注明出处范文大全网 » 桩侧阻力影响因素分析
