双亲纳米SiO2颗粒的制备及提高渗吸采收率性能

以正辛基三乙氧基硅烷和3-巯基丙基三乙氧基硅烷为改性剂，以双氧水为氧化剂，在水基环境下对亲水纳米SiO2颗粒表面进行改性，得到具有磺酸基和辛基的双亲纳米SiO2颗粒，并通过红外和热重对其化学结构和热稳定性进行分析。将双亲纳米SiO2颗粒分散在地层水中制备纳米流体，并评价纳米流体的稳定性、界面性质和渗吸效率。利用核磁共振技术探究纳米流体渗吸过程中岩心孔隙内原油运移规律。结果表明，纳米流体储存30 d未出现分层现象，表现出良好的稳定性；经纳米流体处理的岩心亲水性增强。此外，双亲纳米SiO2颗粒将油水界面张力降低至1.7 mN/m；纳米流体渗吸采收率高达22.6%，渗吸初始阶段小孔隙中的原油被动用，而在渗吸后期阶段大孔隙中的原油才被动用。     

基础油中金刚石纳米颗粒润滑性能和导热性能的分子动力学分析*

为了研究纳米颗粒对基础油液热导率的影响,在基础油蓖麻油酸中加入不同体积分数和粒径的纳米金刚石颗粒,采用LAMMPS和分子动力学的研究方法,对粒子数密度以及粒子的径向分布规律、导热系数进行研究。结果表明:加入纳米颗粒的纳米流体的热物理性质受到多方面的影响,其中包括纳米颗粒体积分数及粒径等;随纳米粒子体积分数的提高纳米流体的热导率呈近似线性增加,随着纳米粒子粒径的减小,纳米粒子润滑膜的承载能力增强。纳米润滑膜能承受很高的外界冲击力,这有助于减小两作用面之间的摩擦,减小表面磨损;加入纳米颗粒的润滑油会减小摩擦副之间的摩擦和增强散热,提高热导率。     

亚临界流体萃取富集金盏花中叶黄素工艺优化

本试验以金盏花颗粒为研究对象,在单因素实验和Plackett-Burman试验设计的基础上,探讨金盏花颗粒尺寸、萃取时间、萃取压力、萃取温度和萃取次数对叶黄素萃取工艺的影响,并采用Box-Behnken中心试验设计优化亚临界流体(R134a)萃取富集叶黄素工艺。结果表明:单因素条件下,金盏花颗粒尺寸、萃取时间、萃取压力、萃取温度和萃取次数均对叶黄素含量富集有一定影响;通过Plackett-Burman试验筛选出萃取时间、萃取温度、萃取次数三个因素对叶黄素含量富集作用极显著的因素(P<0.01);并对筛选出的三因素进行亚临界流体萃取富集金盏花中叶黄素响应面工艺优化,其最优工艺为:金盏花颗粒尺寸10 mm、萃取时间44 min、萃取压力1.2 MPa、萃取温度39 ℃、萃取次数4次。在此条件下,亚临界萃取物中叶黄素富集含量可达到32.28%,与预测值相差0.44%,同时亚临界流体萃取叶黄素效果明显高于有机溶剂萃取法和超临界CO₂萃取法。本研究可为金盏花中叶黄素的产业化研究提供理论参考。     

冷却风机性能试验的仿真计算方法研究

针对冷却风机在设计优化过程中存在试验成本高和效率低等缺点,课题组提出了基于CFD的风机性能试验仿真方法。冷却风机性能试验仿真以CATIA建模软件和FLUENT流体仿真软件为基础,通过CFD计算,实现对冷却风机气动性能参数的分析与研究。仿真的湍流模型采用RNGκ-ε模型,旋转模型采用MRF多重参考坐标系模型,求解方法选用SIMPLE算法。通过仿真数据与试验数据的对比,得出各性能参数的仿真误差均在9%以下,仿真精度在可接受范围内。研究结果表明:冷却风机性能试验仿真的条件设置和计算方法可以满足一般工程应用;仿真模型具有一定的应用价值,可以利用其研究冷却风机的气动性能。     

水空两栖涵道风扇推进器推力理论分析及实验验证

由水空两栖机器人的应用需求出发,从理论计算、仿真以及实验三方面设计了一种涵道风扇推进器.通过理论计算,分析了风扇和电机在2种介质中的工作曲线,提出了风扇推力系数和转矩系数的预估模型.通过选取适当的预估参数,得到了风扇和电机的设计参数.根据理论计算结果,选取了一种较为合适的风扇和电机的组合方式.为了验证理论计算的可靠性,对仅考虑扇叶的理想情况进行了CFD(计算流体动力学)仿真分析.为了研究实际的涵道风扇推进器的工作情况,还对考虑涵道整体表面结构的实际情况进行了CFD仿真分析.最后,对该组合方式的涵道风扇推进器进行了实验,得到了涵道风扇在水下和空气中的实测推力系数分别为1.47×10-4和2.48×10-4,实际情况下仿真结果与其的相对误差分别为10.9%和3.6%,接近于实验本身的不确定度;得到的空气中的推力可达55 N以上,水下推力可达245 N以上,均可以满足2种介质中的使用要求.     

基于FLUENT的吸油烟机结构优化方法

流量、压力、速度、吸烟效果是吸油烟机的重要指标,为了获得吸油烟机流体运动特性,对吸油烟机在房间工作的流体区域进行研究,利用FLUNET软件中的多参考系模型对某款吸油烟机进行了不同结构参数下的流体仿真分析,分别从叶片数量、叶轮宽度、叶轮内外径比及是否带有开合玻璃等参数进行了对比分析,全面、形象地展现了吸油烟机的内部流场信息以及风道系统组件的能量损失.