不同排列结构的纤维层对捕集PM2.5性能影响的数值模拟

基于离散颗粒模型(Discrete Phase Model,DPM)研究了三种纤维排列结构捕集颗粒物规律.模拟了不同排列结构的纤维层在拦截和惯性碰撞两种捕集机制下捕集颗粒物的性能,考察了颗粒物粒径、入口风速和纤维层填充率对平行排列、单层垂直排列和双层垂直排列纤维层捕集颗粒物性能的影响.结果表明,当颗粒物粒径为0.5～2...     

Fe3O4基磁性粒子的制备及其对印染废水处理的研究进展

纳米Fe_3O_4因其独特的磁性能、良好的生物相容性以及在水处理、药物传递、生物分离检测等领域的潜在应用而被广泛研究。然而,磁性纳米Fe3O4极易聚集,且由于缺乏官能基团,难以与分子直接偶联,限制了磁性纳米材料的应用。为了克服这些缺点,通常在磁性纳米材料上包覆聚合物、金属或金属氧化物外壳,形成复合磁性纳米粒子。综述了纳米Fe_3O_4的制备方式、表面修饰以及Fe_3O_4基复合磁性纳米粒子在印染废水中的应用研究。     

断裂纤维及工艺对纺粘法PP纤维直径的影响

采用弹性球-弹性杆的纤维运动模型,建立了纺粘法生产断裂纤维的运动方程;通过计算机数值模拟的方法分析了工艺参数对聚丙烯(PP)纤维直径的影响。实验表明,根据断裂纤维运动模型和方程预测的PP纤维直径与实测值吻合;聚合物挤出量越小,熔体温度越高,骤冷压力、气流初始温度和吸风速度越大,文丘里间隙适中时,纤维直径越小,有利于提高成网质量。     

静电纺丝工艺对聚乳酸纳米纤维形貌及直径的影响

以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂配制聚乳酸(PLA)溶液,采用静电纺制备PLA纳米纤维,探讨PLA溶液浓度、纺丝电压、接收距离对PLA纳米纤维形貌、直径及其分布的影响。结果表明:当PLA溶液浓度为10%、纺丝电压为24kV、接收距离为20cm时,纺丝效果好,纤维平均直径约91nm,且直径分布较均匀。     

高强玻璃纤维直径及其分布对纤维力学性能的影响

分析了高强(HS2)玻璃纤维原丝和无捻粗纱的直径分布,评价纤维直径均值与分布参数等对HS2玻璃纤维力学性能影响.研究表明:直径在11?m以上时,纤维束及浸胶纱拉伸强度随直径增大而降低.单纤维直径为11～13?m的复合材料单向板拉伸强度受直径影响不大,剪切强度随直径增大而降低.宽分布高离散(Cv)直径分布形态对纤维力学性...     

颗粒直径对吸附分离影响的数值模拟

基于Fluent的多孔介质模型,建立了变压吸附制氧发生器的立式填充床模型。采用用户自定义函数功能,以反映吸附传质、传热,并将多孔介质单相模型整合为更精确的气固两相耦合模型。在此基础上,模拟了吸附颗粒直径对气相压力、速度、床层压降以及氧气分离浓度、回收率等参数的影响情况。结果表明：床层压降随颗粒直径的增大而减小;床层对入口急流的抗穿透性能随颗粒直径的增大而减小;相同条件下,采用较小颗粒直径能够提高氧气分离浓度、回收率,原因在于小颗粒直径降低了床层内气体的流速,增加了吸附时间,促进了吸附的进行。     

静电纺丝法制备聚碳酸酯基聚氨酯纳米纤维的研究

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和四氢呋喃(THF)为混合溶剂配制聚碳酸酯基热塑性聚氨酯(PU)纺丝溶液,通过静电纺丝法制备PU纳米纤维。重点研究了纺丝溶液浓度、混合溶剂中DMF和THF的体积比、纺丝电压和纺丝溶液流速对PU纳米纤维形态、直径及其分散性的影响。结果发现,纺丝液浓度为12%,混合溶剂中DMF与THF体积比为1∶1,纺丝电压为10 kV,纺丝溶液流速为0. 8 m L/h时,通过静电纺丝法制得的PU纳米纤维粗细均匀,表面光滑,纤维之间无粘连现象,形成的纳米纤维膜空隙率高。     

纤维直径对玻璃纤维直接纱物理性能的影响

研究了不同纤维直径对玻璃纤维直接纱的主要物理性能的影响,并通过光学显微镜对玻璃纤维形貌进行研究。结果表明,纤维直径的大小直接影响到玻璃纤维产品的物理性能,且为关键影响因素,其中与纱线断裂强度、毛羽和膨化率呈负相关性,与纱线耐热性和纱线在树脂中的浸透速度呈正相关性。     

纤维对PM2.5过滤性能的影响

在日常的生产和生活排放的残留物中存在许多有毒的PM_2.5细颗粒物,对人体呼吸功能损害大,因此研究如何有效去除PM_2.5细颗粒物具有十分重要的意义。对不同尺寸“Y”形截面和圆形截面的单纤维丝对烟气中PM_2.5颗粒物的过滤性能进行实验,分析不同烟气流速和颗粒物浓度对颗粒物截留率的影响,进而研究纤维集合体在不同单丝线密度和孔隙率的条件下对烟气中PM_2.5颗粒物过滤性能的作用。结合Euler法和Lagrange法对上述单纤维丝和纤维集合体实验工况进行数值模拟,将其结果与实验数据进行对比发现实验与数值模拟结果吻合较好。研究结果表明,同一时刻“Y”形截面的单纤维丝比圆形截面单纤维丝对颗粒物截留率更高。对于纤维集合体,单丝线密度为0.27 tex和孔隙率为0.88工况下,纤维集合体对颗粒物PM_2.5的捕集性能最好。     

静电纺丝工艺对二醋酸纤维素纳米纤维形貌及直径的影响

以质量比为2∶1的丙酮/N,N-二甲基乙酰胺混合溶液为溶剂配制二醋酸纤维素(CA)溶液,采用静电纺丝制备CA纳米纤维,探讨了CA浓度、纺丝电压、接收距离和溶液推进速度等工艺条件对CA纳米纤维形貌、直径及其分布的影响。结果表明:CA纳米纤维的直径随CA浓度增加而增大,随纺丝电压增大而减小;适当的接收距离和溶液推进速度可以获得直径较小且分布均匀的纤维;当CA质量分数为11%、纺丝电压为30 k V、接收距离为15 cm、溶液推进速度为0.010 m L/min时,纺丝效果好,纤维平均直径约130 nm,且直径分布较均匀。     

细颗粒物的声凝并数值模拟研究进展

采用数值模拟方法研究细颗粒物的声凝并具有实验研究无法比拟的灵活性和经济性,是获得声凝并微观机理和宏观效果的重要途径之一。本文对国内外相关研究进展和现状进行评述,介绍了细颗粒物声凝并的同向作用机理、流体力学作用机理、声致湍流机理,阐述了声凝并数值模拟的区域算法、矩量法、蒙特卡罗方法,指出考虑各凝并机理之间的耦合,利用多重蒙特卡罗方法结合可视化编程技术,对声凝并过程进行可视化数值模拟是声凝并数值模拟研究的重要发展方向。     

不同磁化率粒子在磁场流分离中保留行为的研究

缺乏针对不同磁化率粒子的分离技术成为制约磁性药物制剂研究发展的重要因素。讨论了利用螺旋毛细管作为分离通道的简单场流分离装置,对不同磁化率的磁性粒子进行分离的可行性,并对影响分离的条件进行了考察。结果表明,在旋转频率为2.21 Hz,流速为0.16 mL/min,磁场距离为0.48 mm的条件下,旋转磁场流分离体系可以很好的分离不同磁化率的磁性粒子。旋转磁场的引入和水动抬升力的作用克服了固定磁场作用范围有限和粒子团聚等缺点,使此方法具有较高的分离度。     

基于分子运动学的水汽在细颗粒表面异质核化的数值模拟

为研究过饱和水汽在细颗粒表面异质核化特性,准确预测成核参数,基于分子运动学异质核化理论建立了过饱和水汽在燃煤细颗粒表面异质核化的运动学模型。数值分析了液滴晶核长大过程中水汽分子和水分子两种扩散凝结机制对晶核长大的促进作用及其相对重要性,数值预测了水汽过饱和度和宏观接触角对成核速率的影响;数值计算了不同温度和宏观接触角下细颗粒的临界过饱和度。结果表明:当液滴晶核尺寸小于临界晶核半径时,颗粒表面吸附水分子扩散凝结速率与水蒸气分子直接扩散凝结速率的比值大于100,颗粒表面吸附水分子的扩散凝结机制对晶核长大起主导作用。提高水汽过饱和度或减小宏观接触角均可显著提高液滴晶核的成核速率;成核速率随水汽过饱和度增大呈指数型增长。提高气相主体中水汽温度或减小细颗粒物的宏观接触角均可显著降低异质成核的临界过饱和度;对于粒径小于0.1μm的细颗粒物,随着细颗粒粒径的增大,异质核化的临界过饱和度显著减小。     

Corrosion of amorphous and nanocrystalline Fe-based alloys and its influence on their magnetic behavior

Nanocrystalline soft magnetic materials with low coercivity, high saturation magnetization and high permeability are commonly used as cores in transformers and generators in stress and field sensors. The influence of factors connected with corrosion is almost impossible to eliminate. In the present work, a comparative study of the electrochemical behavior of Fe₇₈Si₁₃B₉ and Fe_73.5Si_13.5B₉Nb₃Cu₁ amorphous and nanocrystallized alloys, tested in 0.5 M NaCl solution, has been performed by linear polarization and electrochemical impedance spectroscopy methods. Changes of magnetic properties including coercivity, induction and magnetic retentivity were analyzed. These properties were investigated as a function of the structure of primary amorphous ribbons and as a function of corrosion environment type, in which longitudinally and transversely cut ribbon specimens were exposed for 15 days. The best magnetic properties were found for the Fe₇₈Si₉B₁₃ ribbon after a structural relaxation at a temperature of 350 °C for an hour and for the Fe_73.5Si_13.5B₉Nb₃Cu₁ ribbon after a primary crystallization at a temperature of 550 °C for an hour. Corrosion did not cause the direct degradation of the magnetic properties of the Fe₇₈Si₉B₁₃ and Fe_73.5Si_13.5B₉Nb₃Cu₁ alloys. The corrosion processes occurring on the surface of the Fe_73.5Si_13.5B₉Nb₃Cu₁ alloy ribbon with the amorphous structures improve induction B_s. Most probably it is connected with the decrease of undesirable stresses blocking a motion of magnetic domain walls on the ribbon surface. Changes of corrosion mechanism depending on structure and applied solution were analyzed. The electrochemical impedance experiment were performed at open circuit potential for amorphous and nanocrystalline specimens. Two electrochemical corrosion mechanisms of Fe_73.5Si_13.5B₉Nb₃Cu₁ alloy in 0.5 M NaCl solution were found. Charge transfer control mechanism is typical for amorphous (as received) alloys. Mixed mechanism-mass transport and charge transfer controlled was observed for nanocrystalline Fe_73.5Si_13.5B₉Nb₃Cu₁ alloy.     

纤维悬浮聚合物熔体中纤维影响的数值模拟

采用一种多尺度模型研究了纤维悬浮聚合物熔体的流动过程,通过宏观流体的流动状态、纤维所在尺度上的纤维取向表征和聚合物溶液大分子哑铃模型尺度上的哑铃概率分布三尺度信息,实现了纤维悬浮聚合物熔体流动控制方程和本构关系的三尺度共同表征。使用SIMPLER-FDMS算法对多尺度控制方程组进行了求解,并通过4∶1等温平板收缩流的数值模拟验证了该多尺度模型的有效性。通过对纤维浓度、纤维间相互作用以及纤维长径比的分析,研究了纤维参数对聚合物基熔体悬浮体系及纤维取向的影响。     

Numerical modelling of the breakage of loose agglomerates of fine particles

This paper presents a numerical study of the breakage of loose agglomerates based on the discrete element method. Agglomerates of fine mannitol particles were impacted with a target wall at different velocities and angles. It was observed that the agglomerates on impact experienced large plastic deformation before disintegrating into small fragments. The velocity field of the agglomerates showed a clear shear zone during the impacts. The final breakage pattern was characterised by the damage ratio of agglomerates and the size distribution of fragments. While increasing impact velocity improves agglomerate breakage, a 45-degree impact angle provides the maximum breakage for a given velocity. The analysis of impact energy exerted from the wall indicated that impact energy in both normal and tangential directions should be considered to characterise the effects of impact velocity and angle.     

异形纤维阵列过滤特性的数值模拟

为研究异形纤维排布方式对其过滤性能的影响,以矩形及交错排布为基础,在保持纤维体积分数不变的条件下,通过改变纤维的列间距调整阵列结构,运用CFD-DEM耦合方法对含尘空气通过具有不同异形纤维阵列结构的简化过滤器模型过程进行数值模拟。结果表明：当纤维的体积分数保持不变,交错纤维阵列较矩形阵列过滤效率高出35%,且对于颗粒的吸附力更强;而在交错阵列的基础上,调整列间距得到的前密阵列和后密阵列均可保持80%左右的过滤效率,且不影响颗粒吸附力的大小,但前密阵列产生的压降更低,即具有更高的品质因数;在整个过滤过程中,纤维-颗粒间的黏附作用远远高于颗粒与颗粒间的相互作用,说明颗粒过滤主要来源于纤维-颗粒作用的贡献。