基于多相溶气泵的微细气泡分布特性

为了研究气浮过程中微细气泡的粒径分布特性,在多相溶气泵气浮装置中,通过激光衍射技术对影响气泡粒径分布的因素如压力、矿化度、混凝剂、起泡剂和含油量等参数进行了研究.结果表明:改善气泡的产生条件可减小气泡粒径,增加气泡数量,提高气浮效率.气泡粒径随压力升高而逐渐减小;矿化度升高,气泡变小,当矿化度达到一定值后继续增大无明显作用;低于临界胶束浓度的聚合氯化铝(polyaluminum chloride,PAC)可有效抑制气泡间的聚并,使气泡粒径减小,平均粒径可减小36%;起泡剂可稳定气泡,但对气泡粒径大小无显著影响;含油后水的表面张力减小,气泡粒径减小.     

流化床内水平埋管的流体动力学特征和传热

采用自制的光偶测试元件对宽筛分粒子流化床中三种不同管径的水平埋管进行了实验研究，定性分析了气泡附壁时间分率，乳化团贴壁时间等运动参数沿管周的变化规律，在此基础上讨论了理管与流化床之间的传热机制。     

气泡光学特性的研究

利用自行设计的实验系统在实验室对微孔陶瓷管产生的气泡及气泡幕的光散射特性进行了研究和分析，并对单个气泡的光散射特性进行了计算机模拟．实验结果表明，理论结果与实验结果基本相符．通过实验可得到气泡的尺度及速率等物理特性．从气泡幕光散射信号的Fourier变换可以看出，信号的频率主要集中在0～1000Hz范围内，在高频部分的微小波动由噪声引起，信号频率随时间没有明确的变化趋势，表明气泡幕光散射信号是随机信号。     

基于CFD数值模拟的新型撞击流反应器内管内径的优化

基于CFD数值模拟技术,对新型撞击流反应器内管内径进行了优化。该反应器由同轴的内外管构成,其中外管固定于机架,内管由锥齿轮带动做旋转运动,内管管壁均匀开设多排微孔,同轴的内外管之间构成环形微反应区。内管内径尺寸直接影响着反应器内部的压力和湍动能的分布,从而决定了微反应区内两种反应液的混合程度,因此它是反应器的一个重要设计参数。本工作系统研究了不同内管内径对环形微反应区内流场结构的影响,结果表明:内管内径为2mm时,在各排微孔处产生的撞击束均获得了较高的能量,微孔喷射速度大,且其喷射速度和湍动能自上而下逐渐增加,反应液在停留时间较短的反应器的底部,具有更好的撞击效果,有利于反应液的充分混合与反应。     

基于哈特曼传感器激光波面测试方法研究

激光通信中主要存在的问题为激光在传输过程中受大气环境影响严重,产生波面畸变,影响激光的传输质量,从而引起激光所携带的信息失真。以哈特曼传感器为核心研制一个操作简便、结构紧凑的波面测试系统,该系统可有效地检测激光传输后及传输过程中产生的波像差。通过对所要求的技术指标进行分析,合理地选择了满足要求的哈特曼波面传感器及微透镜阵列,根据微透镜阵列的口径对准直光学系统进行了设计,编制了测试软件界面,给出了波面测试实验结果,最终满足测试指标要求。     

新型耐温聚合物微球的封堵特性研究

采用扫描电子显微镜、激光粒度仪和微孔滤膜过滤实验研究了一种双交联结构新型耐温聚合物微球的形态、溶胀性能、耐温性能及封堵性能。结果表明,微球原始形态为表面较为光滑的圆球形,粒径主要分布在200~300 nm,微球在矿化度10 000 mg/L的水溶液中140 ℃下溶胀30 d后约溶胀了5倍。随着溶胀时间、溶胀温度和微球浓度的增加,微球对微孔滤膜的封堵能力逐渐增强,140 ℃下溶胀30 d的微球封堵效果最强;随着滤膜孔径的增大,微球封堵效果减弱。微球在140 ℃下溶胀30 d后依然具有良好的封堵性能,说明微球具有良好的耐温性。     

磷石膏颗粒级配、杂质分布对其性能影响的研究

采用激光粒度测定仪、筛分和SEM研究了磷石膏的颗粒级配和二水石膏晶体的形貌，测定了不同粒径磷石膏中杂质的种类和含量，测试了不同粒径磷石膏的性能。结果表明：磷石膏的颗粒级配、形貌与天然石膏存在明显不同，磷石膏中的杂质含量随粒径不同而存在差异。     

微气泡曝气中活性污泥混合液性质变化

采用SPG膜微气泡发生系统,考察微气泡曝气过程中,污泥混合液性质的变化及相关关系,包括污泥粒径、污泥EPS质量浓度、上清液浊度和有机碳质量浓度、混合液黏度和表面张力等.结果表明,在微气泡发生系统中液体循环泵的水力剪切作用造成污泥絮体破碎及污泥粒径减小.在该过程中,污泥EPS释放,上清液浊度和有机碳（特别是胶体有机碳）质量浓度升高,同时污泥絮体的再絮凝能力严重丧失.污泥EPS物质的释放导致混合液黏度增加,但混合液表面张力保持不变.相关性分析表明,污泥粒径减小及污泥EPS释放是造成混合液其他性质变化的主要原因.与离心型循环泵相比,蠕动泵水力剪切作用较弱,对混合液性质的影响较小.微气泡曝气中污泥混合液性质的变化会加速膜过滤过程的膜污染.     

单分散纳米聚苯乙烯制备及表征

对用膜分散-溶剂萃取法制备单分散聚苯乙烯纳米球进行了研究.结果表明:微孔膜孔径是控制PS微球粒径的关键因素,膜孔径尺寸越大,PS微球粒径越大.PS微球尺寸与膜孔径之间的倍数因子由分散相液滴与连续相之间的接触角大小决定.在微孔膜孔径固定时,PS溶液浓度对PS粒径有一定影响,PS微球粒径随PS溶液浓度的增加而增大.研究获得了粒径约为20~80nm的单分散聚苯乙烯(PS)纳米球,并用粒度分析仪、原子力显微镜、透射电子显微镜和红外光谱对其进行了表征分析.     

新型耐温聚合物微球的封堵特性研究

采用扫描电子显微镜、激光粒度仪和微孔滤膜过滤实验研究了一种双交联结构新型耐温聚合物微球的形态、溶胀性能、耐温性能及封堵性能。结果表明,微球原始形态为表面较为光滑的圆球形,粒径主要分布在200～300 nm,微球在矿化度10 000 mg/L的水溶液中140℃溶胀30 d后约溶胀了5倍。随着溶胀时间、溶胀温度和微球浓度增加,微球对微孔滤膜的封堵能力逐渐增强,140℃溶胀30 d的微球封堵效果最强;随着滤膜孔径的增大,微球封堵效果减弱。微球在140℃下溶胀30 d后依然具有良好的封堵性能,说明微球具有良好的耐温性。     

微气泡曝气中微气泡收缩特性研究

微气泡曝气是一种新的气泡曝气方式,气泡特性对微气泡曝气性能具有显著影响。采用气-水旋流微气泡发生装置,考察了微气泡曝气中气泡尺寸和微气泡收缩特性及其影响因素。结果表明,微气泡发生装置在清水中产生的微气泡平均直径为55．85μm,标准偏差为30．03μm;40～50μm直径范围内的微气泡所占的体积分率最大,表面活性剂SDS会降低微气泡的平均直径。微气泡具有加速收缩消失的行为特性,微气泡初始直径与收缩时间之间存在显著的正相关关系,静态条件下相同初始直径的微气泡收缩过程存在明显差异。表面活性剂SDS存在时,微气泡的收缩时间显著延长。微气泡的收缩时间与传质区域面积具有负相关关系,表明微环境影响微气泡收缩过程。     

Nanobubble generation and its application in froth flotation(part Ⅰ): nanobubble generation and its effects on properties of microbubble and millimeter scale bubble solutions

A special nanobubble generation system has been developed for evaluating the effect of nanobubble on froth flotation. In this study, an eight-factor five-level Central Composite Experimental Design was conducted for investigating eight important parameters governing the median size and the volume of nanobubbles. These process parameters included surfactant concentration, dissolved oxygen (O2) content, dissolved carbon dioxide gas (CO2) content, pressure drop in cavitation tube nozzle, <50 nm hydrophobic particle concentration, <50 nm hydrophilic particle concentration, slurry temperature and the time interval after nanobubble generation. The properties, stability and uniformity of nanobubbles were investigated. The study of the produced nanobubble's effects on the characteristics of microbubble solutions and millimeter scale bubble solutions was performed in a 50.8 mm column.     

焙烧炭砖孔结构和导热系数与硅粒度变化关系

借助于X射线衍射仪、压汞仪、激光导热仪、扫描电子显微镜和能谱分析仪等测试手段,研究了分别含3种不同粒度硅粉（中位径分别为2．3、45．0、115．6μm）焙烧炭砖试样中的孔结构和导热系数的变化。结果表明,含硅粉的炭砖试样经焙烧后内部均生成pSiC、Si2N2O和石英等相,粒度过粗,试样内有单质硅残留;随着硅粉粒度的减小,生成碳化硅晶须的长径比变小。对所选用的3种粒度硅粉,随着硅粉粒度的减小,焙烧后炭砖试样的孔径分布范围逐渐变窄,小于1μm气孔孔容积变大,而平均孔径变小。受炭砖试样组成和孔结构影响,硅粉粒度变小,导热系数下降。细小气孔容积与导热系数呈反比关系,即细小气孔增多,导热系数下降。     

碳酸钙和SDS协同体系对甲烷水合物生成影响的特性研究

天然气水合物的储量决定其潜在的商业开发价值。结合海底沉积物成分及海底环境，在2 ℃和6.08 MPa的条件下研究碳酸钙作为多孔介质与十二烷基硫酸钠（SDS）的协同体系对甲烷水合物生成情况的影响，并对其进行机理分析。结果表明，二者协同体系的储气效果和储气速率均优于纯SDS溶液。碳酸钙的粒径变化会改变水合物的生成量和储气效果，其中1 mm碳酸钙的储气效果最优。协同体系极大地缩短了水合物的诱导期，加快了水合物成核速率。协同体系的促进效果体现在SDS的促进效果和碳酸钙表面特性和粒径改变的促进效果及吸附特性，打破了SDS的胶束作用和水合物的“固封”效应，增大了水合物在异相非均质环境中的生成速率，进而促进水合物的生成。因此，多孔介质与表面活性剂的协同体系可以明显地改善水合物生成速率和储气效果，为水合物快速生成技术提供了理论依据和研究方向。     

Bubble size measurement in three-phase system using photograph technology

A special experiment setup was designed to observe the interaction between bubbles and particle in flotation cell and to analyze the bubble characteristics such as bubble size, distribution and bubble-loading efficiency. Bubbles in water-gas system and three-phase system were measured. The results indicate that with the current setup the bubbles as small as 10μm can be easily distinguished. The average size of the bubbles generated under the given conditions in two-phase system is 410μm at frother concentration of 0. 004%, which is in good correspondence with the results of other works. The effect of frother on bubble size was probed. Increasing frother concentration from 0 to 0. 004% causes a reduction of bubble size from 700 to 400μm. The bubble loading efficiency was reported. The result indicates that the fine particle is more easily entrapped than the coarse particle. Some factors, which have effect on measurement accuracy were discussed. The aeration speed has a significant effect on the accuracy of results, if it surpasses 30 mL/s, and the image becomes unclear due to the entrapment of fine particle. Another factor, which can affect observing results, is the sampling position. At a wrong sampling position, the images become unclear.     

Numerical simulation on melt flow with bubble stirring and temperature field in aluminum holding furnace

The numerical model for predicting the flow and temperature fields of the melt in holding furnace with porous brick purging system were set up using Euler-Lagrange approach.In this model,bubbles coalescence and disintegration were ignored based on the dimensionless analysis,and the bubble size was assumed to be obedient to Rosin-Rammler distribution with a mean size of 0.6 mm.The results show that on reference operating condition,during the heating and agitation process,melt mixes well in the furnace,and th...     

多孔超细碳酸钙微球的制备

采用乳状液膜与共沉淀结合法制备多孔超细碳酸钙微球,考察了不同反应条件对碳酸钙微球形貌的影响.通过X射线衍射、扫描电子显微镜及激光粒度仪对所得的碳酸钙微球的晶体组成、形貌以及粒度进行了表征.结果表明,超细碳酸钙微球生成的最佳工艺条件为:CaCl2溶液浓度0.1mol/L、吐温-80加量4mL、超声乳化5min、搅拌反应3h,此工艺条件下获得多孔碳酸钙微球粒径在2~10μm,球形圆整,且组成为球霰石与方解石的共混体.     

Preparation of porous structures on copper microchannel surfaces by laser writing

A laser writing method is developed to fabricate porous structures on copper microchannel wall surfaces for enhanced microchannel heat sinks(MHSs). The formation feasibility together with its mechanism of such porous structures is explored by the comparison of dry and wet laser writing process, i.e., in both air atmosphere and under de-ionized water. Rectangular microchannels with ripples-like porous structures on the wall surfaces, which consisted of numerous micro-holes and micro-cavities,have been successfully formed in the dry laser writing process. Nevertheless, the microchannel wall surfaces were hardly altered in wet conditions. Besides, the effect of laser fluence on the formation of porous structures on the microchannels was also assessed in both dry and wet conditions. In dry laser writing process, the microchannel depth and surface roughness of wall surface increased monotonically, whereas the microchannel bottom width decreased continuously with increasing the laser fluence. On the other hand, the microchannel wall kept almost unchanged with smooth surfaces with increasing laser fluence in wet conditions.     

阵列式臭氧基微细气泡发生器研制及制备试验验证

近年来,水污染情况较为严重,极大地破坏了我国的生态环境,依据国务院的相关指示精神“污水治理”已是迫在眉捷的问题。为实现污水的高效治理,以制备大量臭氧基微细气泡为研究主线,研制了两种阵列式臭氧基微细气泡发生器,即同轴阵列式和T型阵列式;通过试验验证两种气泡发生器的气泡制备效果,经验证得出改进后的同轴阵列式微细气泡发生器气泡制备效果较为理想;选用改进型同轴阵列式微细气泡发生器开展后续研究工作,从而为污水高效治理提供技术支持。