剪切流场中微孔发泡的气泡成核理论研究现状

分析了经典成核理论对于动态聚合物熔体中气泡成核的局限性；概括了剪切流场中气泡成核的研究进展，并对剪切流场中泡核拉伸模型、空穴成核模型进行了详细的分析和讨论，指出了其对气泡成核过程解释的不足；介绍了最新的气泡成核中的剪切能成核理论，该理论较完善地解释了剪切流场中气泡成核过程；最后指出了气泡成核研究的发展方向。     

微孔发泡的气泡成核理论研究现状

对经典成核理论进行了探讨,分析了其在描述流场中气泡成核时的局限性;详细讨论了国内外关于剪切流场中气泡成核的理论模型,并指出了气泡成核研究的未来发展方向。     

对塑料发泡膨胀过程气泡振动的研究

研究了塑料发泡过程的气泡振动行为 ,通过对塑料熔体和气相气体同时进行研究 ,列出了气泡振动的控制方程 ,并进行了离散化处理和数值模拟 ,获得气泡振动的规律 ,讨论了气相气体和塑料熔体的粘弹性对气泡振动的影响 ,为有效控制塑料发泡过程提供理论依据     

微孔塑料挤出成型中气泡成核的聚合物刷子模型

气泡成核是微孔塑料连续挤出成型中的关键步骤之一，临界气泡核直径是影响制品中泡孔直径的主要因素，成核密度则是影响制品泡孔密度的主要因素，但现有的成核理论大都是以经典成核理论为基础的，而经典成核理论虽然人出了临界气泡核及成核速率的计算公式，但并没有考虑到聚合物的物性参数，并且不能计算临界气泡核半径的具体数值，所以其应用有很大的局限性，从聚合物刷子模型出发建立气泡成核的刷子模型，从而得出临界气泡核半径的计算公式，并分析温度，压力，聚合物相对分子质量等对临界气泡核半径的影响。     

密度泛函理论在聚合物发泡领域中的应用研究进展

阐述了在发泡领域引入密度泛函理论的原因,综述了国内外对密度泛函理论的研究现状,详细介绍了密度泛函理论在高分子体系中尤其是在发泡领域中的发展与应用研究进展;总结了基于均相成核、非均相成核方法并结合不同动力学、热力学公式的创新的密度泛函模型,并对这些模型的应用进行了综述;将密度泛函模型与其他计算模型进行比对,以体现出其在聚...     

离子聚合物发泡体的研究

探索了乙烯-丙烯酸锌离子聚合物Iotek7020熔体间歇发泡配方和工艺的基本过程.试验说明该种聚合物的熔体强度高,可承受很大的加工应力,可获得闭孔高发泡材料,泡体的拉伸强度和压缩强度、弯曲负荷与弯曲疲劳周期都超过其他通用材料的发泡体.该树脂适合连续挤出发泡工艺,但发泡定型的工艺装备是优良泡体成型的关键.     

剪切对聚合物微孔发泡成型过程的影响

分别运用有螺纹转子系统和无螺纹转子系统进行试验,并分析研究剪切作用对聚合物微孔发泡成型过程3个阶段的影响.结果表明,增加剪切作用有利于气体的分散和溶解,减少均相体系彤成的时间,提高均相体系形成的质量;在较强的剪切作用下,较小的分子基团也能形成稳定的气泡核,在聚合物熔体中形成大量均匀细密分布的气泡核;但长时间、过强的剪切作用会导致气泡塌陷.     

池沸腾孤立气泡生长过程中微液层蒸发影响的实验和模拟耦合分析

微液层蒸发是沸腾过程中重要的换热机理。本文旨在通过单个气泡池沸腾实验中测得的气泡动态参数探究孤立气泡生长过程中加热表面的换热机理。首先通过沸腾池和加热表面的严格设计实现了单个气泡沸腾。进一步通过对孤立气泡生长时序图像的处理,得到了气泡在一个生长周期内气泡直径、纵横比以及气泡根部基圆半径的变化。对比发现,气泡生长速率与气泡根部基圆半径随时间的变化呈现显著正相关,而与大液层区域的变化相关程度较低,这表明微液层蒸发直接影响气泡体积变化,在孤立气泡沸腾过程中起主导作用。在此基础上进一步建立了加热表面换热过程的数值模型,基于实验中测得的气泡动态参数对气泡底层的微液层厚度进行了预测;通过多次迭代计算并匹配气泡生长速率和加热棒的温度发现,当表面过热度为4.82 K时,气泡底层微液层厚度约为3.43 μm,与相关文献中的微液层厚度测量值基本一致,进一步证实了微液层蒸发在孤立气泡沸腾换热过程中的重要性。本研究揭示了孤立气泡池沸腾过程中近壁面处的换热机制,为进一步的孤立气泡沸腾传热过程数值模拟奠定了理论基础。     

剪切流场中气泡成核理论的研究

针对经典成核理论在描述流场中气泡成核行为时的局限性，根据缝模流道中的剪切成核实验结果，提出了剪切流场下描述气泡成核的剪切能成核理论，并与文献中其它剪切促进气泡成核的解释进行了比较，从而进一步完善了剪切流场中的气泡成核理论。     

微孔发泡过程中脉动剪切对聚合物/超临界 CO2均相体系形成的影响

提出一种聚合物／超临界CO2均相体系快速形成的新方法——将振动力场引人到发泡过程，在简单剪切的基础上垂直叠加一个脉动剪切场，考察了该方法对均相体系形成的影响。实验材料用聚苯乙烯(PS)，用自行设计的电磁动态发泡模拟机，了不同剪切速率、振动力场及混合时间对聚合物／超临界CO2均相体系形成的影响。结果表明，随着剪切速率的增加，聚合物和气体的混合程度明显增强；而振动力场的引入进一步增强了剪切混合的效果，使聚合物／超临界CO2均相体系能够在较短的时间内形成。     

聚苯乙烯和聚丙烯发泡过程的泡孔生长理论

采用自行推导的基于3种不同本构方程的泡孔生长模型计算结果与实验数据进行对比:Dewitt模型与气泡生长的实际情况最为吻合,然后以Dewitt模型基础理论研究了PS/CO2体系和PP/CO2体系的气泡生长过程.其中温度对于PS/CO2体系气泡生长的影响比较缓和,而PP/CO2体系的发泡过程则对温度的变化非常敏感.在相同温度下PP/CO2体系相比于PS/CO2体系来说,气泡生长速率更快,最终得到的气泡半径也更大.     

聚苯乙烯/CO2发泡体系的气泡生长过程模拟

以聚苯乙烯/CO2发泡体系为研究对象,利用细胞模型推导出了基于牛顿流体本构方程、幂律流体本构方程、dewitt黏弹性本构方程3种本构方程的气泡生长数学模型,通过比较分析得出了最适合该发泡体系的气泡生长模型,并研究了熔体弹性和非牛顿性质等物性参数对气泡生长过程的影响。结果表明,dewitt模型能更加准确地反映实际的气泡生长的过程;聚合物熔体弹性在生长初期对气泡生长有明显的促进作用;聚合物熔体的非牛顿性质对于气泡生长全过程都有影响。     

基于气泡数密度模型的气体穿越液池过程气泡特性数值模拟

采用考虑了气泡破碎和聚并的平均气泡数密度(ABND)输运方程,并与计算流体力学(CFD)中的湍流双流体模型相结合,建立CFD-ABND耦合计算模型。运用该模型对含固体颗粒气体通过冷却管穿越液池过程中液池内的气泡尺寸和气液界面浓度进行数值模拟。定量获得了液池内气泡尺寸和气液界面浓度分布,并分析了气速变化对其影响规律。结果表明:所建立的CFD-ABND模型能够对液池中的气泡尺寸及气液界面浓度分布等气泡特性进行较好预测;在靠近冷却管外壁面附近区域形成较大尺寸气泡和较高气液界面浓度;液池内隔板的存在有助于气液扰动,使液池内总体的气泡尺寸得到有效降低及气液界面浓度得到提升。     

超临界CO2发泡微孔塑料挤出成型中气泡核自由长大过程的数学模型和数值模拟研究

利用CO2超临界法进行发泡是目前塑料发泡研究和应用领域中较为热门的一个方面.研究探讨了超临界CO2/PS微孔塑料挤出成型中气泡核自由长大的机理,选用球形模型为表征气泡长大的物理模型,利用Dewitt本构方程、守恒定律和理想气体状态方程,研究探讨了气泡核自由长大阶段的数学模型,并对数学模型进行了求解和实验验证.     

聚合物/碳系填料发泡复合材料电磁屏蔽性能的研究进展

综述了聚合物/碳系填料发泡复合材料在电磁屏蔽领域应用的研究进展,重点讨论了各种碳系填料（石墨烯、碳纳米管、碳纤维）以及多组分碳系填料对发泡复合材料电磁屏蔽性能的影响及相关电磁屏蔽原理。结果表明,碳系填料的功能化、泡孔结构的调控、材料多层次结构的设计、制备工艺的优化等是改善聚合物/碳系填料发泡复合材料电磁屏蔽性能的有效途径。     

低界面张力抗温抗盐YUDP型起泡剂性能评价

针对吉林油田低渗高温高盐的特点,开发出适合该类型油藏含有羟基、酰胺基的磺酸盐耐温耐盐型起泡剂-YUDP。考察了起泡剂浓度、溶液矿化度、温度、pH、钙镁离子总含量、残余油饱和度对起泡剂起泡能力、稳泡能力以及油水界面张力的影响。结果表明,YUDP耐温(75℃)、耐盐(总离子质量浓度31037.9 mg/L)、耐碱(pH=10)、耐钙镁离子(总质量浓度60mg/L)、耐残余油(原油质量分数15%)。实验表明,YUDP在高温高盐的环境下依然能将油水界面张力保持在10~(–2)mN/m的数量级,达到低界面张力驱油的要求。在YUDP质量分数为0.4%时,起泡体积达250m L、半衰期达25.7min、泡沫强度达4818.75m L·min、油水界面张力为2.61×10~(–2)mN/m,均达到吉林油田低界面张力泡沫驱的要求。     

Simulation of Aggregate Deformation and Breakup in Simple Shear Flows Using a Combined Continuum and Discrete Model

The evolution of aggregates suspended in liquid and subjected to simple (elongational) shear flows is reported under different shear rates and for varying strengths of interparticle interactions. This is carried out using simulations via the combined continuum and discrete model, offering a combined approach of distinct element method and computational fluid dynamics. In such a model, the motion of individual particles is obtained by solving Newton's second law of motion and flow of continuum fluid by the locally-averaged Navier–Stokes equations. The results demonstrate the dependence of both the dominating aggregate breakup mechanism and final aggregate morphology on shear rates and strength of interparticle interactions.     

鼓泡塔中气泡群运动的实验与模拟

采用高速摄像法测量了均匀鼓泡流状态下,水以及体积分数分别为20%和40%的甘油-水体系中气泡群的浮升运动,考察了气含率、雷诺数和分布器孔径对气泡尺寸、形状、浮升速率和曳力系数的影响。构建了立方体单元胞模型,并根据雷诺数的不同选取层流和湍流模型,模拟得到气泡的浮升速率和曳力系数与实验值吻合较好。结果表明:随着气含率及液体黏度的提高,气泡群浮升阻力增大,浮升速率减少;随着雷诺数和气泡直径的增加,曳力系数减小,气泡浮升速率增大。单元胞模型能较好地反映气泡群浮升过程中各因素的影响,是处理气泡群运动的有效工具。