错流微通道低温交叉换热等体积补偿机理研究

建立了错流微通道低温交叉换热系统物理模型、不同尺度错流微通道单元数学模型及传热单元数值模型。针对不同错流微通道模型,提出了等体积补偿理论计算模型及计算方法,并进行了单元模型传热数值模拟研究。构建了不同尺度及形状错流微通道实验模型并对单元理论模型及数值模型进行了实验验证。研究表明:等体积补偿法可用于解决复杂错流微通道换热器换热面的工程计算难题,为不同尺度不同结构的微通道错流交叉换热设计提供理论依据及工程设计计算方法。     

利用陶瓷膜微滤技术浓缩草浆黑液的研究

采用0．8μm无机陶瓷微滤膜对碱法草浆黑液进行微滤，确定了实验的最佳条件，并对微滤的截留液及透过液的木质素、COD、固形物等进行对比分析．结果表明：透过液COD的截留率达60％以上，木质素的截留率达85％以上．微滤3．5h后木质素浓缩比为2．47．     

陶瓷微滤膜精制菜籽油的工艺研究

针对植物油精制过程，以陶瓷微滤膜对油与粘土的分离进行了研究．比较了陶瓷膜微滤、粘土吸附以及吸附一微滤过程对植物油处理的效果，重点通过对膜孔径、粘土用量、操作压力、错流速度、温度等条件的试验，考察粘土吸附-陶瓷膜微滤对植物油的分离精制效果，为开发包括吸附-微滤集成过程的植物油精制新技术提供依据.     

非牛顿液体恒速微滤部分堵塞膜过滤机理的研究

非牛顿液体的膜过滤机理的研究是目前膜过滤工艺需要研究解决的关键问题之一.为描述非牛顿液体的恒速部分堵塞微滤膜过程的压强变化数学模型,利用拓展至非牛顿流体的Darcy方程,建立了非牛顿流体膜过滤基础方程,并通过引入微滤膜部分堵塞微滤机理模型,推导了基于Darcy方程的非牛顿液体的恒速微滤总压强变化规律.在恒速条件下,分别利用聚酰胺(PA,0.22μm,0.45μm)平板膜对质量浓度为0.5%的CMC溶液进行微滤实验对上述模型进行了验证.结果表明:实验测得的数据和推导的模型基本吻合.     

旋转切向流强化管式膜微滤机理研究

首次设计出了旋转切向流管式膜分离器及其实验系统，通过理论研究和实验测试，系统地研究了旋转直线切向流和旋转圆弧切向流聚丙烯管式膜微滤的流场特征，揭示了旋转切向流强化膜微滤的机理。     

PZT压电薄膜无阀微泵

介绍了一种基于PZT压电薄膜的无阀压电微泵.该微泵利用自制的压电圆型薄膜片作为驱动部件、聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为泵膜.本文在对微豕制备工艺研究的基础上,对其性能进行了数值和实验研究.建立了基于扩张管/收缩管理论的无阀微泵的有限元模型.利用MFX-AN-SYS/CFX技术实现了对微泵的双向流固耦合分析.对微泵的锥形角、最小宽度、扩散管长度、泵腔高度进行数值计算,得到了优化参数.数值计算的结果与实际测量的数据进行了比较,验证了仿真的正确性.     

旋转聚丙烯管式膜器微滤试验研究

通过正交试验考察了悬浮液浓度、膜管转速和轴向流量对膜器过滤速率的影响；找出了最优的操作条件，微滤模型的计算结果和试验数据吻合．     

基于SPH方法的沙粒流体起跳风速的研究

运用光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics:SPH)方法对沙粒在气流中的起跳现象进行数值模拟。沙粒的起动风速一直是风沙两相流研究的重点内容。SPH方法将整个计算区域离散成两种分别代表气相的和沙粒相的单个粒子。在气相粒子的作用下,每个沙粒从起跳到在气相粒子的作用下随着气相粒子运动的过程都可以被动态地呈现出来。该文首先介绍了SPH方法基本理论,详细评述了SPH公式中的核心因素及其对数值模拟结果的影响,提出了风沙二相流的SPH数值模型;其次对数值模型进行了离散化,设置边界条件对沙粒的起跳过程进行数值模拟;最后将数值模拟结果与已有的起动风速的实验测量结果及他人的数值模拟结果进行比较,结果表明:用该方法计算的结果与前人所进行的研究结果是一致的,并且得到一些新的结论。     

真空弧推力器技术研究

微纳卫星因其简单、经济、可靠越来越广泛应用于空间任务,传统的推进系统通常不能应用于微纳卫星平台。真空弧推力器(VAT)是一种利用真空中正负极之间放电产生等离子体射流的电推进装置,适用于微纳卫星的理想电推进类型,具有比冲高、效率高、质量小和使用固态推进剂等优点。介绍了同轴型和环型真空弧推力器系统方案及实验测试结果,针对环型真空弧推力器开展了数值计算研究,利用PIC方法重点考察了磁场对推力器性能的影响,主要包括磁场对等离子体密度分布和离子速度分布的影响;实验测试包括电参数测试、离子速度测量和微小推力器测量等,结果表明真空弧推力器具有良好的性能。     

声呐导流罩内声场特性研究

为研究机械激励下声呐导流罩壳内噪声预报问题,采用数值计算(有限元法-边界元法)结合实验的方法对一导流罩模型的壳内声场进行研究。首先依据实际导流罩模型建模,并加载机械激励进行数值计算,得到壳内声场的均方声压,然后进行湖内实验测量,最后对比了数值计算和实验的结果。研究表明:有限元法加间接边界元法是分析导流罩内声场这种封闭结构流-固-声耦合问题的有效方法;导流罩壳内声场的数值计算结果与实验测量结果吻合较好;声场均方声压与结构均方振速之比反映了罩壳结构内平均声场特性,可用来对比分析数值计算和实验的结果。     

Membrane based strategies for the pre-treatment of acid dye bath wastewaters

This paper, as part of a study carried out for the recovery of the acid dye bath wastewaters of a carpet manufacturing industry by membrane processes, describes the evaluation of alternative strategies for the pre-treatment of acid dye bath wastewaters. Dead-end microfiltration (MF) simulating sand filtration with MF media having pore sizes of 2.5, 1.0, 0.45 and 0.2 microm and ultrafiltration (UF) with an UF membrane having a molecular weight cut off (MWCO) of 50,000 Da were tested in single and sequential stages in order to achieve the best treatment efficiency. Four alternative process trains were tested; single MF, sequential MF, single UF, and MF followed by UF. For both MF and UF, application of sequential filtration did not provide any significant benefit over single processes. In addition, chemical oxygen demand (COD) removal performance of all the alternative processes was similar where the highest removal was only 5%. On the other hand, color removals were much better; ranging from 15 to 100%, even with single MF. Comparison of all the process alternatives revealed that, single MF (0.45 microm), as the simplest process, is the most suitable pre-treatment method for the acid dye bath wastewaters.     

微滤膜与超滤膜:究竟有何不同?

介绍了微滤（MF）与超滤（UF）的主要应用情况，比较了微滤与超滤在病毒去除率、膜的耐久力，以及对下游反渗透保护的情况，重点强调了Pall微滤膜具有高的病毒去除率及非常低的断丝率。     

用集成膜过程对含油废水进行资源化回收利用处理

采用电渗析与超滤、微滤相结合的集成膜过程对含油废水进行了资源化回收利用处理,并对该工艺中电渗析脱盐过程的各项运行参数与分离效果之间的关系进行了讨论.在此基础上,为进一步改善出水水质,还对不同材料的超滤、微滤膜去除废水CODCr的效果作了相应的实验比较.     

膜面孔特征的图像分析研究

利用图像分析方法对微滤膜和超滤膜的电镜照片进行了分析,定量确定了膜孔相关的形态结构参数,并将膜孔参数与膜通量相关联.结果表明,由于微滤膜的交错立体分层结构,使得膜通量在过滤过程中随膜层厚度急剧下降.截留分子量相同或相近的超滤膜,膜孔形态参数差别很大.     

超滤膜平均孔径测算的新探讨

利用扫描电镜法测定超滤膜底表面上总孔面积与该底总表面积之比,再结合哈根——泊肃叶定律来推算超滤膜皮层的平均孔径。这样所得的超滤膜平均孔径比起原先单独使用扫描电镜法或哈根—泊肃叶法,可以更客观地反映超滤膜的实际参数。     

集成膜过程污水深度处理工艺

介绍了集成膜过程及其在污水深度处理方面的应用．集成膜过程是将超遽／微遽与反渗透(或纳滤)相结合，形成能够满足各种回用目的的污水深度处理集成工艺．PVDF、PP、PE、PES等超滤／微滤膜，抗污染反渗透复合膜具有化学稳定性高、耐污染、装填密度高等特点，适宜于规模化污水处理．污水处理用超滤／微滤膜以中空纤维为主，系统技术采用了低压运行、频繁(气水、透过液)反冲、气水冲洗等抗污染工艺，能够维持稳定的通量、运行维护费用较低、产水质量稳定．二级出水的集成膜系统工艺已成熟并得以广泛推广，针对原废水的集成膜工艺(膜生物反应器 反渗透)还需要进一步的工程化研究．     

超滤/微滤膜的结构控制与性能

膜材料是膜技术的核心,膜材料制备过程中的结构控制对膜性能起着决定性的作用.首先简要介绍了近年来国内外UF/MF膜技术与产业的现状,在此基础上综述了研究组近年来在TIPS法制备聚乙烯(PE)中空纤维微孔膜、双向拉伸法制备聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜、熔融-纺丝法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜、溶液相转化法制备PVDF超滤膜的膜结构控制和表面改性方面取得的研究进展.     

TiO_2动态改性膜应用于MBR的研究

采用二氧化钛(TiO_2)纳米粒子对聚偏氟乙烯中空纤维膜微滤膜(PVDF MF,0.1μm)和实验室自制聚砜中空纤维膜超滤膜(PSF UF,0.05μm)进行表面亲水改性,以期提高膜的抗污染能力.采用膜接触角、纯水通量、出水TOC、膜压差和扫描电子显微镜(SEM)进行表征了TiO_2动态膜的性能.将TiO_2纳米颗粒改性后的PVDF MF和PSF UF膜应用于膜生物反应器(MBR)处理模拟焦化废水(TOC=500 mg/L),考察了其对MBR过滤性能的影响.实验结果表明,改性后膜的水接触角明显减小,亲水性增强,TMP升高速率明显降低,模拟焦化废水,TOC的去除率平均可达95%,经返洗及次氯酸钠清洗后膜表面TiO_2层外观没有明显变化.改性后的膜组件较显著地增加了MBR的膜抗污染的优势,且具有一定的稳定性.因此,将TiO_2动态改性耐污染膜应用于MBR是可行的.     

Variable kinematic plate elements coupled via Arlequin method

In this work, plate elements based on different kinematic assumptions and variational principles are combined through the Arlequin method. Computational costs are reduced assuming refined models only in those zones with a quasi‐three‐dimensional stress field, whereas computationally cheap, low‐order elements are used in the remaining parts of the plate. Plate elements are formulated on the basis of a unified formulation (UF). Via UF, higher‐order, layer‐wise and mixed theories can be easily formulated. Classical theories, such as Kirchhoff's and Reissner's models, can be obtained as particular cases. UF is extended to the Arlequin method to derive the matrices that account for the coupling between different theories. Multi‐layered composite plates are investigated. Variable kinematic multiple models solutions are assessed towards mono‐model results and three‐dimensional exact results. Numerical investigation has shown that Arlequin method in the context of UF effectively couples sub‐domains having finite elements based upon different theories, reducing the computational costs without loss of accuracy. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

耐污染膜—聚乙烯醇膜的研究进展

介绍了具有高度亲水性、良好耐污染性的膜材料－聚乙烯醇在ＲＯ、ＵＦ和ＭＦ领域中的应用,对近１０年来聚乙烯醇薄层复合膜和不对称膜的制备、性能和改性的进展情况进行了综述。