多孔介质电渗流动计算流体力学模拟与实验研究（Ⅱ）电渗流动与传质特性

采用流体动力学方法模拟多孔介质内的电渗流动行为，探讨了电场强度、多孔介质的孔隙率等对填充床层中电渗流场、宏观电渗流动及传质特性的影响，并以羟基磷灰石电色谱、采用DEAE Sepharose Fast Flow为介质的离子交换电色谱及Blue Sepharose Fast Flow为介质的亲和电色谱分离过程为例将理论计算结果与实验结果进行了对比，二者吻合较好，证实了上述理论研究的正确性并显示出此方法在发展新型固-液电动分离技术中的应用前景.     

Vacuum preloading combined electroosmotic strengthening of ultra-soft soil

To assess the effectiveness of vacuum preloading combined electroosmotic strengthening of ultra-soft soil and study the mechanism of the process, a comprehensive experimental investigation was performed. A laboratory test cell was designed and applied to evaluate the vacuum preloading combined electroosmosis. Several factors were taken into consideration, including the directions of the electroosmotic current and water induced by vacuum preloading and the replenishment of groundwater from the surrounding area. The results indicate that electroosmosis together with vacuum preloading improve the soil strength greatly, with an increase of approximately 60%, and reduce the water content of the soil on the basis of consolidation of vacuum preloading, howeve~ further settlement is not obvious with only 1.7 mm. The reinforcement effect of vacuum preloading combined electroosmosis is better than that of electroosmosis after vacuum preloading. Elemental analysis using X-ray fluorescence proves that the soil strengthening during electroosmotic period in this work is mainly caused by electroosmosis-induced electrochemical reactions, the concentrations of Al2O3 in the VPCEO region increase by 2.2%, 1.5%, and 0.9% at the anode, the midpoint between the electrodes, and the cathode, respectively.     

碳纤维水泥基复合材料的电力效应研究

通过试验研究了碳纤维水泥基复合材料(CFRC)的电力效应，在外加的直流电场作用下，试样产生变形．研究表明，电力效应主要由孔隙内电解质水溶液的电渗作用引起。而电热效应引起的热膨胀影响是次要的；与素水泥净浆相比，产生同一量级的应变，CFRC所需的电场远比素水泥净浆所需的电场小．这一研究对开发CFRC的作用功能具有重要意义．     

微细管内电渗流动的瞬态热效应

建立微细圆管内电渗流动的非稳态数学模型,模型通过温度将电渗流的Poisson-Boltzmann方程、动量守恒和能量守恒方程耦合起来.详细讨论了在电渗流的初始阶段,焦耳效应对温度场和速度场演化的影响.同时讨论了不同冷却条件和外部电势场强度条件下,电渗流速度场及温度场变化的特点以及自热的发生过程.研究发现,由于速度场的发展主要受温度主控的电解液黏度影响,因此速度场和温度场是同步发展起来的.通过所得到的结果可以为微细管内的电渗流确定合适的冷却条件,以便同时达到有效抑制样品温度和获得较高流动速度的目的.     

THE ELECTRODEWATERING OF SEWAGE SLUDGES

ABSTRACT

Electrodewatering (EDW), the enhancement of conventional pressure filtration by an electric field, is an emerging technology with the potential to improve dewatering especially for difficult materials. CSIRO has many years of experience in EDW, ranging from bench scale tests to demonstration trials. A recent programme has investigated the applicability of EDW to aerobic wastewater treatment sludges which are particularly difficult to dewater using conventional equipment.

The bench scale filtration experiments produced cakes with solids contents of 35-46 wt% using EDW, compared with 24-30 wt% using pressure filtration alone. This paper : ? describes how the dewatering results were achieved;

?identifies a relationship between moisture removal limits by EDW and the forms of water within the sludge;

?shows the results of preliminary attempts to mathematically model the EDW process     

电势作用下非饱和黄土水分迁移试验研究

采用自制的试验装置,基于电渗法试验,笔者对以下问题进行了探究:电渗作用能否导致非饱和黄土土体含水量降低？电势、土体含水量水平等因素对非饱和黄土电渗结果有何影响？非饱和黄土电渗时效如何评价？试验结果表明:在电渗作用下,非饱和黄土试样内的水分从正极迁移向负极,达到降低正极区含水量的目的,说明电渗作用能使非饱和黄土土体内的含水量降低;电渗过程中,沿电渗方向的电势大致呈线性分布,电渗电势越大,降低正极区土体含水量的效果越好;由于正极水化反应增强和土体电阻发热量引起了水分耗损,高电势作用下土体内的含水量水平低于低电势作用土样。在试验土样含水量范围,土体初始含水量越低,电渗作用下正极区土体含水量降低值越大,但初始含水量差异引起的正极区含水量变化的差异性不大。电渗作用下非饱和黄土的水分迁移前期快,后期慢,随着电渗时间的延长,正极区含水量会进一步降低,负极区的含水量会进一步升高。     

工程降水名词术语讨论

我国工程降水名词术语长期不统一。有关技术标准相互矛盾的规定 ,导致工程实践难以适从和混乱。该文对井点、管井、电渗井点、井点系统、明排水、降水井等名词术语上存在的一些分歧和争议进行了讨论 ,并对统一这些名词术语提出了一些看法和意见。以期引起讨论 ,促进工程降水名词术语标准化研究。     

立体排水-电极联合体处理高含水率废弃土的试验研究

针对高含水率废弃土的自身特点,提出了一种适用于超软土加固的可回收立体排水-电极联合体,并根据立体排水-电极联合体空间布置情况,试验设计从过程中排水量、含水率与抗剪强度、沉降变化、电势分布、电流变化以及能耗情况出发,对比分析不同条件下的土体电渗固结性状,结果表明：（1）立体排水-电极联合体增加了横向排水通道之后,缩短了排水固结路径,使土体中部维持着一个较高的电势水平,相对于传统竖向电极排水量最大提高38%;（2）增加横向排水体后抗剪强度单层式与双层式联合体分别提高3.0倍和1.5倍,且土体强度更加均匀;（3）引入了统一能耗系数概念,增加横向排水体后能耗系数从0.163降低到0.154,体现了立体排水-电极联合体的优越性。     

非线性及粒子空间效应对交流电渗流泵的影响

在交流电渗流(ACEO)泵的研究中,一般采用Debye-Huckel(D-H)线性近似法。但该方法只在电压很小时才成立,这和实际情况不符;此外,交流电渗流泵在大电压、高频率下的反向流现象也不能由D-H近似法给出正确的预测。当电压较大时,一般采用非线性的Poisson-Boltzmann(P-B)模型。但是,P-B模型也无法对交流电渗流泵在大电压、高频率下的反向流现象进行预测。在P-B模型中,溶液粒子被当作一个空间点,忽略了粒子间的相互作用以及粒子本身的空间体积效应。实际的粒子都有一定的空间体积,当电压较大、溶液浓度较高时,粒子的空间体积不应被忽略。由于粒子的空间体积,通过引入粒子空间效应对P-B模型进行修正后,给出了交流电渗流泵在较大电压下的数值模型,并对交流电渗流泵在较大电压下的高频率反向流现象进行了成功的预测。     

叉指型微电极交流电渗泵的阻抗谱分析

阻抗谱的研究对于优化交流电渗泵的结构具有重要意义。通过分析交流电渗泵的结构和工作原理,指出双电层的电容特性和电解质溶液的电阻特性,建立了用来研究交流电渗泵阻抗谱的RC等效电路。在最佳电极结构参数设置下,得到了不同频率下的阻抗谱,分析了电极周期长度以及通道高度改变对交流电渗泵阻抗模以及幅角的影响,并对电解质溶液浓度对阻抗谱的影响做了估计。结果表明,工作频率的增加总体上会造成阻抗模的增大和阻抗角的减小,而同一频率下不同因素对阻抗谱的影响又有所不同。该结论对交流电渗泵的设计和功耗研究有一定的理论指导意义。