氧气在混凝土中扩散系数的确定

以大量实际工程调查结果为基础，通过理论分析与经验模式的对比，建立了二氧化碳在混凝土中的扩散系数与混凝土抗压强度的关系；进而利用氧气扩散与二氧化碳扩散的关系，给出了氧气在混凝土中的扩散系数与混凝土抗压强度的函数关系。     

电沉积镍涂层与铁基底的界面扩散

首先假设扩散系数与浓度无关,根据电子探针的实验结果,采用无限大扩散偶模型,使用扩散方程的误差函数解对实验结果进行拟合,获得铁镍的互扩散系数;然后考虑扩散系数与浓度有关的一般情况,与常规的玻耳兹曼一俣野法相区别,采用最小二乘法对实验数据进行拟合处理,得到元素浓度分布的曲线方程,从而求得与浓度有关的互扩散系数．     

论溶液中外场对溶质扩散的协同强化作用

从液体似晶结构的“格子”理论出发,推导了有外场存在情况下溶液溶质扩散转移的动力学方程。通过与 Fick 定律形式比较,得到了有外场作用的溶液溶质扩散系数表达式,由此讨论了强化扩散传质过程中外场与化学势场的协同关系,即溶液溶质扩散传质流的大小不仅与各场强度量梯度的大小及系统的物性有关,还与外场同化学势场的配合有关。进一步分析得到:外场的引入之所以能够强化和控制溶液溶质扩散,其本质是外场的引入可对溶液的粘度产生影响,关于这一论点可由文献 [7] 的实验研究所证实,并与本文的理论研究结果一致。     

槽流场中被动粒子运动的格子Boltzmann数值模拟

建立了槽流层流场中被动粒子作对流扩散运动的格子Boltzmann模型;数值模拟了被动粒子的纯扩散运动以及在Poiseulle流中的对流扩散运动;给出了粒子纯扩散运动的浓度分布以及对流扩散运动时的扩散系数;说明了扩散系数与流体平均速度的平方成正比,该结果与Taylor扩散理论相一致。文中给出了Pe数与浓度分布的关系,所得结论对工程应用有指导意义。     

槽流场中被动粒子运动的格子Boltzmann数值模拟

建立了槽流层流场中被动粒子作对流扩散运动的格子Boltzmann模型；数值模拟了被动粒子的纯扩散运动以及在Pojseulle流中的对流扩散运动；给出了粒子纯扩散运动的浓度分布以及对流扩散运动时的扩散系数；说明了扩散系数与流体平均速度的平方成正比，该结果与Taylor扩散理论相一致。文中给出了Pe数与浓度分布的关系，所得结论对工程应用有指导意义。     

粉煤灰和矿渣对表观氯离子扩散系数的影响

采用自然扩散法测定了普通混凝土、粉煤灰混凝土和矿渣混凝土在高浓度的氯盐介质中浸泡180 d后的自由氯离子浓度分布,定量探讨了粉煤灰和矿渣掺量对混凝土氯离子扩散系数的影响规律.结果表明:混凝土的氯离子扩散行为能较好地符合Fick第二扩散定律,而且粉煤灰、矿渣混凝土的表观氯离子扩散系数较普通混凝土要小.进一步分析发现,混凝土的表观氯离子扩散系数与粉煤灰、矿渣的掺量之间符合一元二次多项式关系.     

基于复合材料理论的混凝土内多离子扩散模型

根据Nernst-Einstein方程以及离子的浓度和电导率关系，探究多离子传输时离子浓度对离子扩散系数的影响，比较单离子传输和多离子传输的离子扩散系数差异.根据通用有效介质（GEM）理论，分别计算水泥浆、骨料和ITZ内部的离子扩散系数和体积分数，得到混凝土内部离子扩散系数，探究混凝土的构成组分对离子扩散系数的影响.综合考虑混凝土的构成组分以及离子的种类和浓度，提出基于多相复合材料理论的混凝土内部多离子扩散预测模型.比较计算结果与试验数据可知，离子的扩散系数随着离子浓度的增加而明显下降.和传统的离子扩散预测模型相比，该模型可以通过混凝土内部离子的种类和浓度预测离子的扩散系数，预测结果更加合理.     

变尺寸粒子紊动扩散试验研究

本文采用一种先进的测定浓度的光学方法,在环境风洞中对不同尺寸的粒子进行二维紊动扩散试验,得出了几种尺寸规格的粒子浓度分布图和粒子尺寸与垂向扩散系数之间的关系,结果令人满意。     

环境温度对混凝土管桩氯离子扩散性能的影响

基于Fick第二扩散定律,建立混凝土管桩中考虑环境温度和氯离子结合能力的氯离子扩散模型。针对环境温度对混凝土管桩中氯离子扩散性能的影响开展试验研究,将不同水灰比（0.30、0.45和0.55）混凝土管桩置于不同温度（21、30、50℃）的5%氯化钠盐雾中,开展为期32 d的浸泡试验。依据试验结果和氯离子扩散模型,得到不同温度条件下、不同水灰比混凝土管桩中的自由氯离子浓度分布、表面氯离子浓度、氯离子表观和有效扩散系数、活化能和氯离子结合能力值。试验结果表明：随着环境温度的升高,自由氯离子浓度、表面氯离子浓度、氯离子表观和有效扩散系数增大。随着环境温度从21℃升高到30℃,氯离子结合能力显著增加,但随着环境温度从30℃升高到50℃,氯离子结合能力却略有减小。由于表观氯离子扩散系数的对数与环境绝对温度的倒数呈线性变化规律,因此,可推断氯离子在混凝土管桩中的扩散符合Arrhenius理论。     

缓流水体污染物向沿岸的渗透

采用对流扩散方程并且考虑渗流作用的影响,研究了缓流水体底泥污染物对周围土层的影响。发现污染物在土壤中的质量浓度分布与渗流速度、作用时间、扩散系数等有关。作用时间越长,扩散系数越大,污染物影响范围越大,质量浓度值越高。渗流作用下污染物分布质量浓度有所减小,但运移时间也减小。     

Time-varying diffusion characteristics of different gases in coal particles

Based on the analytical solution of gas diffusion in spherical coal particles with a constant diffusion coefficient, a calculation method of time-varying diffusion coefficient is proposed by constructing objective function. The time-varying diffusion behavior of methane, nitrogen and carbon dioxide in the coal particles was studied. The results show that with the increase of diffusion time, the diffusion coefficients of methane, nitrogen and carbon dioxide gas in the coal particles exhibit an attenuation characteristic, eventually approaching a limit value individually. The diffusion coefficient of carbon dioxide is larger than methane, and the diffusion coefficient of nitrogen is smallest. Significant phenomenon of limited diffusion was observed for coal of strong adsorption capability. Through the analysis of the diffusion coefficient of gases at different diffusion time, a mathematical model describing the time-varying diffusion characteristic of gases is obtained. The implementation of mixed gases to replace coal bed methane has a very important practical significance.     

二氧化碳辐射特性分析与计算

用宽带k分布模型的传统模型和改进模型计算了CO2要辐射带的g-k分布并与逐线计算结果进行对比.结果表明,随温度升高,气体的吸收系数增大,并且由改进模型计算的结果相对较好,与逐线计算的结果更为接近.分别用指数宽谱带模型、宽带k分布的传统模型与改进模型计算了CO2各谱带在不同温度、不同行程长度下的发射率,并与逐线计算结果比...     

CO2在多孔介质中扩散系数的测定

为了研究注CO2开采原油时CO2在地层中的扩散系数,采用一维扩散的数学模型,利用一维菲克第二定律和连续性方程推导出了CO2扩散系数的计算公式,设计了多孔介质采用露头砂填充,实验模型装置水平放置而消除了＂对流扩散＂的影响,室内测定CO2扩散系数的双测压点的1 m长的物理模拟装置,得出了在60℃时不同压力下的扩散系数,实验条件更符合矿场实际,研究规律可用于矿场CO2驱过程中的参数优选。     

煤焦固定床等温CO2气化反应动力学研究

利用自建固定床实验台研究了常压下神华煤煤焦等温CO2气化反应特性,实验分析了CO2流量、煤焦质量、气化温度和CO2分压对煤焦固定碳转化率的影响.在建立的化学反应动力学控制实验条件下,根据等转化率法计算得到煤焦气化反应活化能E为155 kJ/mol、CO2分压反应级数n为0.58;通过比对常用42种反应机理函数相关系数大...     

储粮中CO2气体的扩散特性及霉菌活动监测研究

将一定量高水分粮食作为模拟霉变点,按照试验的需要埋设在模拟储藏粮堆内,研究霉菌生长产生CO2气体在粮堆中的扩散特性,探索利用气体扩散规律监测储粮霉菌活动的可能性.结果表明:CO2气体可在粮堆中快速扩散,高温能进一步提高扩散速率,30℃比15℃试验组扩散400 mm的速率高58％;霉变发生部位的CO2气体浓度显著高于相隔一定距离检测点的CO2浓度(P＜0.05),但两点间不同浓度CO2气体的扩散比值没有显著差异(P＞0.05);在敞口储藏状态下,粮堆表面CO2气体散失量较大,检测靠近粮堆表层的CO2气体浓度难以准确反映粮堆的霉菌活动状况.CO2气体在粮堆水平方向的扩散具有向底部沉降的特性,可重点在粮堆的中、下层设置气体检测点,以便灵敏、可靠地监测储粮霉菌的危害.     

煤粒瓦斯扩散及扩散系数测定方法的研究

基于理论分析建立了第三类边界条件下的煤粒瓦斯扩散方程，并给出了解析解。对解析解的分析表明，第一类边界条件下及煤粒内部浓度均匀一致条件下的扩散是第三类边界条件下的特例或近似过程。煤粒瓦斯扩散过程能否近似简化成第一类边界条件下和内部浓度均匀一致条件下的扩散过程，取决于煤粒内部扩散系数和表面扩散传质采数的相对大小，文中介绍了这两个系数的测试方法，并给出了测试实例。     

晋城无烟煤煤中CH4和CO2运移规律研究

基于三轴应力条件下,煤岩有效应力、吸附膨胀量和渗透率的一体测试,研究了晋城无烟煤吸附甲烷和二氧化碳后,渗透性随有效应力改变和煤岩吸附膨胀效应的变化规律.认为煤岩吸附膨胀量和孔隙压力的关系可用兰氏方程描述;煤岩渗透性同有效应力、吸附膨胀量均呈负指数函数关系,同时结果表明:甲烷和二氧化碳在晋城无烟煤中的扩散方式不同,煤岩对甲烷的吸附膨胀符合单孔气体扩散模型,而对二氧化碳的吸附膨胀符合双孔气体扩散模型,且甲烷的吸附膨胀速率小于二氧化碳的吸附膨胀速率;煤岩饱和吸附后,各孔隙压力条件下的初始渗透率与孔隙压力呈幂函数关系减小.针对晋城无烟煤,同等条件下煤岩吸附甲烷后的渗透率为吸附二氧化碳后渗透率的1.14～1.51倍,大部分在1.30倍左右.     

超临界CO2增透煤热流固耦合模型与数值模拟

针对中国绝大多数高瓦斯煤层渗透性低以及低渗透煤层强化抽采瓦斯效果不理想的现状,结合超临界CO₂强扩散和溶解增透孔隙介质等独特优点,依据超临界CO₂作用后煤微观孔裂隙的演化特征,得到煤微观孔隙率和渗透率演化方程,根据孔隙率的变化确定损伤变量,考虑体积应力、温度、孔隙压力及超临界CO₂溶解增透作用的影响,建立超临界CO₂作用后煤的热流固耦合力学模型,利用ABAQUS软件提供的场变量子程序,结合PYTHON脚本和子程序二次开发功能,实现低渗透煤层注超临界CO₂增透规律数值模拟。结果显示：超临界CO₂注入后,注气孔周围煤体内体积应力、温度及孔隙压力变化明显,随着距注气孔距离的增加,影响程度逐渐减弱,并趋于稳定;经超临界CO₂作用后,注气孔周围煤体内不断萌生新的孔裂隙,并与原有的孔裂隙相互贯通,随注气时间的延长各级孔裂隙不断向煤体纵深演化发展,煤微观孔隙率较注气前提高了2个数量级;超临界CO₂的致裂增透作用引起煤体不同程度的损伤,距注气孔越近,损伤程度越大,损伤增加越快,注气时间越长,损伤增加的幅度越大;煤微观孔裂隙的有效发育为煤层气的扩散渗流提供了更多的运移通道,使煤体渗透系数较注气前提高了3个数量级。     

磷化氢和二氧化碳混合气调对土耳其扁谷盗(CryptoIestes turcicus Grouville)成虫毒杀作用的研究

本文研究了磷化氢和二氧化碳混合气调对土耳其扁谷盗(Cryptolestes tsrc-icus Grouville)成虫的毒杀作用。二氧化碳能增强磷化氢对土耳其扁谷盗成虫的毒力,增效系数因二氧化碳浓度而异,其最高增效系数为7.96。在混合气调中,二氧化碳增效的最佳浓度为16—32％(容积比)。呼吸作用的研究表明:在 8％二氧化碳条件下,试虫的耗氧量比正常大气增加2.17倍,二氧化碳浓度继续增加到64％时,耗氧量有所降低。试验结果还表明,在混合气调时,当二氧化碳浓度较低,磷化氢毒性增加主要是由于二氧化碳刺激试虫的呼吸所至;在高浓度二氧化碳条件下,由于二氧化碳对试虫的麻醉作用,磷化氢毒性反而降低。此外,随着二氧化碳浓度的增加,试虫对磷化氢的吸收也随着增加。     

可溶气体析出气泡雾化系统雾化特性研究

设计了一套可溶气体析出气泡雾化系统,将二氧化碳在高压下溶入水中达到饱和状态,经节流孔降压后,二氧化碳在喷嘴的混合室内析出和水形成气液两相流,最后由喷嘴喷出.通过对两种类型的气泡雾化喷嘴进行喷雾实验,并利用三维激光颗粒动态分析仪(Dual PDA)进行数据采集和处理,对喷嘴出口下游平均速度分布和喷雾D10、D32:Dv0.9三种平均直径进行了理论分析,结果表明该方法完全可行,雾化质量很好,同文献中提到的其它气泡雾化喷雾平均直径相比平均直径更小.两种喷嘴中,加旋流的A型喷嘴雾化效果更好.