基于水分迁移的不同质量分数全尾砂浆浑液面沉降规律

全尾砂浆浓密是充填采矿的重要环节，而给料质量分数波动是影响料浆浓密效果的关键因素之一.此外，尾砂浓密过程中内部水分不断发生迁移变化，并受到给料质量分数和沉降时间的制约.本文基于全尾砂浆内部水分迁移变化探究全尾砂浆浑液面沉降特性.为此，针对不同给料质量分数的全尾砂浆开展了室内静态絮凝沉降、核磁共振(NMR)测试和现场工业试验.研究结果表明：全尾砂浆浑液面沉降效果与给料质量分数呈反比，沉降速度随着给料质量分数的增大而降低；给料质量分数和沉降时间显著影响全尾砂浆内部水分迁移变化，随着沉降时间由0.5 min延长至15 min,浑液面处全尾砂浆内部孔隙率减小，即总水分含量减少，表现为自由水含量减小，吸附水和絮团水含量增加，且随着给料质量分数的增加，吸附水、絮团水和自由水含量受沉降时间影响显著.全尾砂浆内部孔隙率、自由水与絮凝沉降浑液面高度存在较好的三次多项式函数关系，可根据水分迁移变化情况评判絮凝沉降效果.现场工业试验表明溢流水随着给料质量分数的增加而逐渐跑浑，当给料质量分数超过21%后，絮凝沉降效果立即变差，溢流水含固量迅速增加、浊度升至80～100 NTU.从砂浆内部水分迁移研究结果为尾砂...     

温度与颗粒大小对污泥干燥特性的影响

4种不同质量等级的污泥颗粒在100～200 ℃下进行恒温干燥实验.结果表明,污泥干燥过程包括不稳定加热阶段、恒速干燥阶段、第一降速干燥阶段、第二降速干燥阶段4个阶段.在100～120 ℃时,污泥为弱强度干燥,临界含水质量分数受温度和颗粒大小影响不明显;在140～200℃时为高强度干燥,临界含水质量分数随温度升高或颗粒变大而增大.污泥干燥速率不仅取决于温度,还取决于污泥颗粒表面单位面积上实际用于蒸发水分的热量;减小污泥颗粒不仅可以增大比表面积,而且可以提高单位面积的干燥速率;而污泥的干燥时间与温度呈二次方关系,与污泥的表面积呈线性关系．     

分散相形态对原油乳状液黏度的影响

在不同的水体积分数、搅拌速度和温度条件下制备油包水型乳状液,模拟混输过程中遇到的不同情况,分析了乳状液液滴粒径分布规律及其与黏度的关系。结果表明,乳状液中水的体积分数小于60%时,随着搅拌速度的加快,乳状液分散相的平均粒径变小,黏度变大;随着温度的升高,乳状液分散相的平均粒径变大,黏度逐渐降低;随着水体积分数的增加,分散相液滴平均粒径变大,黏度呈明显的上升趋势。但是,当水体积分数大于60%时,随着水体积分数的增加,乳状液的黏度大幅度降低,乳状液流型发生变化。研究结果对管输的安全运行和集输工艺的研究具有一定的指导意义。     

低挥发分煤的成浆特性和水煤浆流变特性

为了研究低挥发份煤的制备水煤浆的性能,利用黏度计对水煤浆的温度、表观黏度、剪切应力以及剪切速率等参数进行测量和计算,分析加入5种不同添加剂后低挥发分煤水煤浆的成浆特性、最大成浆质量分数、温升特性、流变特性等性能,发现水煤浆的黏度随着质量分数的增加而升高;在黏度为1 000 mPa·s时,加入不同添加剂的低挥发分水煤浆的最大成浆质量分数均在70%左右;加入不同添加剂对水煤浆的温升性能有不同影响,水煤浆的黏度随着温度的升高而逐渐降低,但是当水煤浆质量分数较高时,高温可能导致部分添加剂失效;随着剪切速率的增加,水煤浆的黏度逐渐降低,为假塑性流体.结果表明低挥发份煤具有很好的性能用于制备高浓度水煤浆.     

基于广义Clapeyron方程的含盐土冻结特征曲线模型

未冻水质量分数是评估盐渍土和滨海地区土体冻结过程地层稳定性的关键参数,其主要影响因素为温度和盐的质量分数. 基于考虑溶质效应的广义Clapeyron方程,通过无盐分土冻结特征曲线得到冻土吸力的微分形式,联合考虑残余水的质量分数的Books-Corey模型,推导出在任意盐的质量分数和温度条件下冻土中未冻水质量分数的理论模型. 开展冻结试验,利用核磁共振法获得不同水的质量分数、盐的质量分数下粉质黏土和粉土的冻结特征曲线. 试验结果表明：未冻水质量分数随温度降低呈指数函数递减,在同一温度下未冻水质量分数随着初始溶液浓度的增加近似呈线性增加,不同初始水的质量分数下的无盐土体冻结特征曲线具有一致性,粉土相对于粉质黏土更容易达到残余状态. 将理论模型与试验数据进行对比,验证了该模型能够较为合理地预测含盐土体的冻结特征曲线.     

低场核磁及成像技术原位监测温度对刺参干燥过程中水分流动性的影响

选取45、60和75℃3个温度对刺参进行原位干燥,利用低场核磁及成像技术原位监测刺参干燥过程中的水分动态变化。结果表明,3个温度条件下的横向弛豫时间图谱均有3个峰,分别为弛豫时间小于2ms的结合水、15～183ms的不易移动水、200～1 600ms的自由水。结合水的峰比例为上升趋势,不可移动水的峰比例总体下降趋势,但有波动,自由水峰比例先升后降。磁共振成像可以看出,在同样干燥12h条件下,75℃时干燥水分变化明显,说明此温度下干燥速率最大。     

褐煤流态化温和干燥研究

分析了褐煤流态化温和干燥过程,以褐煤表面水脱除率和黏附加重质量为考察指标,研究了干燥温度、热气流量、干燥时间、表面水、入料粒度等因素对褐煤干燥特性的影响.结果表明:干燥温度、干燥时间对褐煤表面水脱除影响显著,可根据褐煤表面水分确定干燥温度和干燥时间;表面水分为0.8%的较难选褐煤,在干燥温度85℃,干燥时间2min时,表面水脱除率可达94%,可能偏差E值为0.046g/cm3,干燥褐煤在未脱介前的黏附加重质量仅为0.12%;相同条件下,褐煤入料粒度越大,表面水脱除率越低,黏附加重质量越大.     

亚临界水条件下煤中铅的挥发性研究

运用半连续反应装置对山西吴家坪煤和四川华荧山煤中铅在亚临界水萃取过程中的脱除率和挥发性进行了研究．着重考察了反应温度、压力对铅脱除率和挥发性的影响；同时应用浮沉实验和逐级化学提取考察了原煤及残渣中铅的赋存形态．研究结果表明：在亚临界水条件下，2种煤中铅都不易挥发；随着温度升高，2种煤中铅的脱除率和挥发性都有所增加，当温度从320℃增加到380℃时，吴家坪和华荧山两煤中铅的脱除率分别从4．9％和7．1％增加到24．6％和10．9％；当温度升高到410℃时，华荧山煤中铅的脱除率增加为13．7%；在相同温度下，亚临界水处理过程中铅的挥发性要高于热解过程中铅的；随着压力的增大，2种煤中铅的脱除率和挥发性无明显变化；华荧山和吴家坪煤中的铅都主要以不溶态存在，分别为46％和54％，同时也以碳酸盐结合态、硫酸盐和单硫化物结合态及二硫化物和部分有机质结合态存在，亚临界水萃取过程中，2种煤中以上述形态赋存的铅都有所减少并转化为新的含铅不溶稳定态．     

大学物理核磁共振实验内容整合与扩展

对目前大学物理实验教材中的核磁共振实验内容进行了整合与拓展。将该实验内容分为两部分:现有教材中的实验内容为基础部分;横向弛豫时间的测定、横向弛豫时间与顺磁离子溶液浓度的关系、乙醇汽油低含水量的测定为拓展部分。学生可以根据专业需要及学习情趣进行选择性学习,满足了不同专业、不同层次学生的需要。     

冻结重塑黏土分数阶蠕变本构模型分析

人工冻土的蠕变特性受温度场、水分场、应力场的相互影响,而传统的岩土本构模型未能考虑温度、含水率等因素。为了表达冻土介于理想固体和理想流体之间的某种“勾兑效应”,基于岩土的经验模型,将分数阶导数理论引入其中,建立受水、热、力三场耦合影响的人工冻土分数阶蠕变模型。将西安某煤矿黏土重塑并进行不同温度、含水率的单轴抗压和单轴蠕变试验,得到温度和含水率对冻结重塑黏土强度特性和蠕变特性的影响规律。分析冻结重塑黏土在不同负温、含水率及两种应力等级下的蠕变曲线,得到lg t-lg ε曲线的线性关系,进而得出冻结重塑黏土分数阶蠕变模型相关参数与温度、含水率的函数关系。对比分数阶冻土蠕变模型试验值与计算值,发现该模型能够很好地反映冻土在不同应力等级下其蠕变随温度和含水率的变化规律,对指导寒区冻土工程设计与施工具有重要意义。     

路用改性煤沥青毒性消减试验效果分析

为将煤化工产业固体废弃物煤焦油沥青用于道路工程,对其进行改性,分析煤沥青中具有强致癌作用苯并芘的脱除机理.选择三聚甲醛及聚氨酯混合物作为脱除剂,使用紫外分光光度计测试其脱除率.结果表明,煤沥青中苯并芘的质量分数由2.85%降至0.40%,达到路用煤沥青施工安全要求.针对改性煤沥青热拌和过程中挥发大量的有毒烟气问题,采用气相色谱分析方法,鉴定和分析了改性煤沥青中的发烟物质,并针对其发烟物质,设计抑烟方案;根据煤沥青的分子结构,制备和煤沥青油端结构相似的水溶性表面活性剂、复合表面活性剂和发泡剂.通过验证发泡剂用量和发泡温度,确定了在膨胀率≥10、半衰期8 s时的最佳拌合温度为105~110℃,发泡剂最佳添加质量分数为3.5%,该条件下可有效降低拌合温度,减少有毒烟气的挥发.     

γ-Al_2O_3固载水滑石的原位制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以γ-Al_2O_3为载体,水热法原位合成γ-Al_2O_3固载镁铝水滑石,并在400℃对制备的水滑石(LDH)进行焙烧,制得γ-Al_2O_3固载的Mg Al复合金属氧化物(LDO),利用水滑石的记忆效应进行吸附脱除Cr(Ⅵ)的实验研究.结果表明:原位水热反应制得的γ-Al_2O_3固载水滑石样品表面被片状水滑石覆盖;γ-Al_2O_3固载的Mg Al复合金属氧化物对Cr(Ⅵ)的吸附量远大于未焙烧的水滑石;且水滑石焙烧温度为400℃、Cr(Ⅵ)溶液p H为5时,Cr(Ⅵ)脱除性能最好;γ-Al_2O_3固载的Mg Al复合金属氧化物质量一定,Cr(Ⅵ)溶液初始浓度变大时,Cr(Ⅵ)的脱除率将降低.     

水热处理对污泥水分分布的影响

采用低场核磁共振(LF-NMR)技术研究水热处理对污泥水分分布的影响.通过研究水热温度、反应时间、CaCl2与非离子型聚丙烯酰胺(PAM)添加量对污泥离心水的质量分数的影响,确定最佳处理工况.结合泥饼水的质量分数、氨氮(NH3-N)及溶解性化学需氧量(SCOD)分析,评价经水热处理后污泥样品的脱水性能.研究水热单一变量对污泥水分分布变化的影响.结果表明:反应温度的提高使得污泥中结合水和机械结合水均显著降低;反应时间的延长降低了污泥中的结合水比例;投放氯化钙主要降低机械结合水的比例;PAM的添加量对水分分布影响较小.水热正交实验结果表明:在水热温度为230℃、处理时间为45min时,同时添加140mg/g干污泥(DS)CaCl2,在水热处理后添加10-6 g/g DS PAM试剂的工况下,泥饼经离心脱水后水的质量分数由88.67%降至70.68%.与污泥原样相比,悬浮液中的SCOD、NH3-N值大幅上升,说明污泥絮体中不溶的有机组分发生了水解,并改变了污泥的水分分布.     

PLA/HA复合材料的蠕变行为的研究

研究在温度为36℃,应力为15~25 MPa范围内,羟基磷灰石( HA)质量分数分别为0%、3%、5%、15%的聚乳酸/羟基磷灰石( PLA/HA)复合材料的蠕变性能。研究表明：在蠕变过程中,相同应力时随着HA质量分数的增加蠕变寿命和蠕变应变逐渐变短;在相同的HA质量分数时,随着应力的增大,蠕变寿命逐渐变短,最小蠕变速率逐渐增大;随着HA质量分数的增加,复合材料最小蠕变速率的增长程度逐渐降低,并在HA含量为5%时达到最佳。     

鹤岗煤田构造煤孔隙分形特征

基于鹤岗煤田北部区块典型构造煤样的低温氮吸附实验数据,分析不同变形程度下构造煤的分形维数与孔隙系统结构和气体吸附能力的关系.结果表明,受变形程度影响,碎裂煤和碎粒煤的孔隙系统发生变化,导致低温氮吸附、解吸曲线表现出不同形态.在相对压力为0.5~1.0时,分形维数可以有效表征碎裂煤与碎粒煤的孔隙结构和吸附能力.随着分形维数变大,煤岩变形程度增加,微孔含量增加,孔径变小,比表面积增大,孔表面粗糙度增加,使得煤岩孔隙系统复杂化,最终煤岩吸附能力增强.因此,煤岩孔隙分形维数可以表征煤岩孔隙结构和吸附能力.     

SBR改性减压渣油的性质

为了研究SBR对减压渣油的改性效果,以SBR为改性剂采用溶剂法改性减压渣油,获得不同SBR质量分数的试样。对所得不同SBR质量分数的试样按现行沥青标准测定方法测定常规性质,并用RHEOTEST2型旋转粘度计测定试样在不同温度下的粘度。结果表明,试样的软化点随SBR质量分数的增加而升高,而针入度却随之减小;SBR质量分数在1%～4%的试样延度均大于150cm,但SBR质量分数为10%与15%的试样延度分别为72cm和70cm;加入SBR后体系的流型转变温度提高,表观粘度变大,非牛顿性增强,感温性改善;粘度随着温度的升高而下降,粘温关系可由指数函数表示。     

PLA/HA复合材料蠕变行为研究

研究在温度为36℃、应力为15~25 MPa范围内,羟基磷灰石(HA)质量分数分别为0%、3%、5%、15%的聚乳酸/羟基磷灰石(PLA/HA)复合材料的蠕变性能。研究表明:在蠕变过程中,相同应力时,随着HA质量分数的增加,蠕变寿命和蠕变应变逐渐变短;在相同的HA质量分数时,随着应力的增大,蠕变寿命逐渐变短,最小蠕变速率逐渐增大;随着HA质量分数的增加,复合材料最小蠕变速率的增长程度逐渐降低,并在HA含量为5%时达到最佳。     

不同面积载荷作用下的岩石试件破裂数值模拟

目的研究岩石受拉破裂的方法,探讨岩石拉破坏数值模拟方法的应用.方法采用试验和可模拟拉张破裂的数值模拟相结合的方法,分别选取加载面积直径为5 mm、10 mm、15mm3、0 mm、40 mm5、0 mm进行实验和数值模拟.结果由传统的数值模拟方法得出加载面积越小,应力集中的部分几乎贯通于岩石试件的整个对称轴,越近似于点载荷的情况;随着加载面积的增大应力集中的区域横向扩大,纵向缩短;由考虑拉破坏的对径受压岩石破裂数值模拟方法得出随着载荷作用面积的扩大,裂纹在纵向逐渐变短,横向破裂带越来越宽,这与试验结果相吻合.结论在载荷作用面积较小时,近似于点载荷的作用,岩石破裂近似于巴西劈裂;随着载荷作用面积的增加,拉应力集中范围在纵向变短,横向变宽;裂纹开裂范围也在纵向变小,横向变大.利用裂张单元可以模拟岩石的拉破裂.     

气氛和压力对脱灰煤颗粒着火温度的影响

为实现高效低污染能源利用,提出煤基燃料氧水蒸气燃烧的近零排放发电技术.在一维沉降炉上研究伊敏脱灰煤、准东脱灰煤在不同氧浓度、水蒸气浓度下的着火温度,并利用快速升温水蒸气高压热重分析仪研究压力对着火温度的影响.结果表明:氧浓度对脱灰煤着火温度影响较大,随着氧体积浓度的增加,着火温度逐渐降低;随着水蒸气体积浓度的增加,脱灰煤着火温度逐渐升高,水蒸气体积分数从10%~50%每增加10%,着火温度升高约30℃.当压力小于1.0 MPa时,随着压力的增加,准东脱灰煤着火温度降低;当压力在1.0~2.0 MPa增大时,着火温度基本不变;在压力大于2.0 MPa时,着火温度逐渐升高.     

原油的核磁共振弛豫特性

地下原油的成分复杂,粘度变化范围很大,具有很宽的核磁共振(NMR)弛豫分布特性.研究原油的NMR弛豫特性随原油粘度、NMR仪器测量频率以及测量回波间隔(TE)等的不同而发生的变化,对利用NMR测井资料准确识别和评价油水层具有重要的指导意义.利用两种工作频率(2 MHz和23 MHz)的NMR谱分析仪器测量了不同粘度原油样品的NMR弛豫时间.结果表明:轻质油的纵向弛豫时间(T1)和横向弛豫时间(T2)近似相等,且在双对数坐标系下与原油粘度、粘度/温度的比值成反比关系;稠油的T1大于T2,其T1/T2比值随测量频率、粘度/温度比值的增加而增大;仪器测量频率对轻质油弛豫影响很小,而对稠油的弛豫影响较大;随测量回波间隔的增加,稠油的视横向弛豫时间增大,且幅度减小.