分形理论在超塑化剂作用效果评价中的应用

应用激光粒度分析仪分析了掺加超塑化剂前后,水泥絮凝粒度分布情况;同时结合分形理论,计算出各掺量下的分形维数.得出结论:掺加超塑化剂后水泥絮凝结构被有效破坏,分形维数越大,减水效果越好.     

颗粒群粒度分布宽度表示方法的研究

总结了传统的粒度分布宽度的表示方法,分析了它们的适用场合。通过理论推导,提出了一种表示粒度分布宽度的新方法--颗粒群的分形维数。颗粒群的分形维数D可定量描述粒度分布宽度。分形维数D越大,颗粒群的粒度分布越宽。     

转炉钢渣粉粒度分布的分形特征

采用Mastersizer2000激光衍射粒度分析仪对球磨转炉钢渣粉粒度分布进行了测试,运用分形几何理论分析了钢渣粉的分形维数,探讨了分形维数与球磨时间、比表面积、特征粒径、均匀性系数及胶砂性能之间的关系.结果显示:球磨转炉钢渣粉粒度分布具有分形特征;分形维数在2.2～2.5之间,其值大小反映了钢渣粉的细度和分布宽度;分形维数越大,钢渣粉越细,粒度分布越宽;分形维数与球磨时间、比表面积、特征粒径、均匀性系数以及胶砂(w(标准水泥)∶w(钢渣)=70∶30)流动度之间存在良好的线性相关,相关系数在0.95～1之间.在本实验条件下,存在一个最佳分形维数2.41,在此分形维数下砂浆各龄期抗压强度最高.     

分形理论在电收尘气流分选粉煤灰粒度分析及其水化性能评价中的应用

针对不同细度的电收尘气流分选粉煤灰，应用分形理论探讨了粉煤灰的粒度分布特征，在激光粒度分析试验的基础上，计算了其各自相应的分形维数。并通过掺粉煤灰水泥基材料的强度试验分析评价了不同细度的电收尘气流分选粉煤灰其分形特征对水泥基材料水化性能的影响。     

分形理论对煤粉粒度和孔隙的表征

介绍了分形理论的定义,说明自相似性和标度不变性是分形的2个重要特征。从粒度分形规律和煤粉研磨超细化分形2个方面对煤粉超细化分形进行了研究,说明煤粒研磨过程中,绝大部分能耗用在小颗粒的研磨上,颗粒表面分形维数越大,研磨能耗越高,颗粒形状越不规则,能耗越大。详细介绍了气体吸附法、压汞法和扫描电镜图像法3种测定煤粉孔隙分形维数的方法,阐述了煤粉粒度和孔隙的分形规律及国内外相关研究现状,着重说明了煤粉的研磨、高效燃烧、煤粒与孔隙发育程度的关系及煤粒孔隙的特点与瓦斯存在形式的关系。最后提出了煤粉粒度和孔隙的研究方向。     

水泥颗粒粒度分布分形维与其胶砂抗压强度的关系研究

为研究水泥颗粒粒度分布分形维与其胶砂抗压强度的关系,利用粒度分布分形维的计算模型分析了有关文献报道的10种水泥颗粒粒度分布分形维值,结果表明:定量表征其分形特征的分形维值在2.325～2.435之间,各水泥颗粒粒度分布具有分形特征;分析了水泥颗粒粒度分布分形维值与水泥3d抗压强度、28d抗压强度的关系,分析表明:化学组成和矿物组成基本相同的条件下,水泥颗粒粒度分布分形维与水泥胶砂的3d、28d抗压强度具有较好的正线性相关关系。     

基于分形维数对纳米二氧化硅颗粒分散性的量化表征研究

开发了一种基于分形维数来表征纳米颗粒团聚行为的方法，通过对纳米SiO₂颗粒的透射电子显微镜的图片进行分析，并借助冷冻切片技术对硅橡胶中的SiO₂分布状态进行观测和分形维数的计算，探究了分形维数与吸油值、表面羟基数、力学性能等的关系。结果表明：纳米颗粒的团聚程度越大其分形维数越大；通过对纳米SiO₂补强硅橡胶的超薄切片的分形维数的计算可知，在聚合物中的纳米颗粒的团聚也呈现相同的规律，即分形维数越大团聚程度越大；此外，分形维数越大，纳米SiO₂的吸油值越小，表面羟基数越少，硅橡胶片的拉伸强度、撕裂强度及邵尔A硬度则越大。     

镁橄榄石隔热材料孔体积分形维数特征

采用压汞法研究在熔盐介质中制备的镁橄榄石多孔隔热材料中孔的分形结构,测定了多孔隔热材料中孔的分形维数,探讨了孔的分形维数与孔隙率、孔分布及材料强度之间的关系。结果表明:熔盐介质中制备的镁橄榄石多孔隔热材料的孔结构具有分形特征,孔径4.6μm的样品中孔的分形维数不具有准确性,孔径4.6μm的样品中孔的分形维数具有规律性。烧成温度不同的样品中孔径4.6μm的分形维数波动在2.563 0~2.766 1之间,且分形维数越大,显气孔率越小,耐压强度越小。不同熔盐含量样品孔径4.6μm的孔体积分形维数在2.534 1~2.972 2之间,且分形维数越小,显气孔率越大。当分形维数大于2.535 7时,分形维数越小,耐压强度越大。     

Al_2O_3陶瓷粉末注射脱脂生坯分形结构表征

采用分形理论建立PIM脱脂生坯的孔隙分形维数、孔隙面积分形维数和迂曲分形维数,再通过实验研究有效热导率与孔隙率的影响关系,进而揭示Al_2O_3脱脂生坯的微观分形结构特征。研究结果表明:PIM生坯孔隙分形维数越大,孔隙越复杂,其孔隙率越大;有效热导率随着孔隙率的增加而减小;而在相同孔隙率下,有效热导率随着面积分形维数的增大而增大,随着迂曲分形维数的增大而减小。     

机械力活化对钢渣粒度分布和胶凝性能的影响

测试了不同粉磨时间的钢渣的粒度分布,计算了钢渣粉粒度分布的分形维数,并研究了其与比表面积、粉体活性的关系.结果表明:粉磨时间增加,钢渣粉粒度变小,小颗粒所占比逐步提升,粒度分布的分形维数也随之增大,粉磨一定时间后,其粒度分布的分形维数增长速度趋于平缓.粒度分布的分形维数与颗粒的比表面积、水化反应活性线性正相关.机械力活化能够激发钢渣的胶凝性能.钢渣胶凝材料的水化产物以钙矾石(AFt)和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶为主.     

原煤深度解离分步释放浮选试验研究

以汪家寨那箩矿原煤为研究对象,探析原煤深度解离后各粒级产率和硫分;分析了煤样的粒度、密度组成和可浮性,将各粒度级的原煤分别解离至40、80、120、200、320网目以下,再分别进行分步释放浮选试验;结果表明,在同一粒度级别中,研磨后的粒度越细解离效果越好,同一密度级别的灰分硫分越低,产率越高;不同粒度级别研磨到同一网目,粒度越大解离后的效果越明显,相应的灰分硫分降低,产率升高。     

灵新矿高含粉化工用煤干法分选可行性研究

基于灵新矿原煤易泥化的特点采用ZM矿物高效分选机进行干法分选提质。分析了灵新矿原煤粒度与灰分分布规律,对-50mm原煤进行了分选试验,根据不同粒级煤炭分选过程中的迁移、分层规律,确定了入选原煤粒度组成结构与最佳分选条件。结果表明,灵新矿原煤中粉煤含量大、灰分高,由于其重力效应弱,运动行为受分选床气速影响显著。当分选床气速达到2.2m/s时,气流驱动煤炭颗粒完全松散,在振动作用下翻转、滑移,实现梯级分离。当-50mm入选原煤中-3mm粉煤含量宜控制在15%左右时,粉煤颗粒容易流化,可以起到填充孔隙、均匀布风、强化分选的作用。原煤3mm脱粉后分选,精煤灰分相较于原煤灰分降低17.37%,干选降灰提质效果显著,得到满足化工煤要求的优质精煤。     

不同方式养护高强水泥基材料孔表面积分形维数与孔结构的关系

采用压汞法测定了不同龄期及不同养护方式的高强水泥基材料的孔结构,基于孔表面积分形模型计算得到了高强水泥基材料的孔表面积分形维数,并探讨了孔表面积分形维数与孔隙率、平均孔径、中值孔径、孔表面积、孔径分布及养护方式和龄期的关系。结果表明:高强水泥基材料的孔结构具有明显的分形特征,孔表面积分形维数在2.7~2.8之间;孔表面积分形维数与高强水泥基材料的抗压强度和孔隙率的相关性较差;孔表面积分形维数越大,高强水泥基材料的孔径越大,孔表面积越大,小于20 nm和大于100 nm的孔越少;随着龄期的增加,孔表面积分形维数增加;与标准养护相比,热水养护和蒸汽养护降低了孔结构的复杂性。     

白炭黑制备过程中粒度分布变化及其分形特征

采用激光粒度仪测定了白炭黑制备过程中沉淀初期、反应末期、陈化末期和干燥阶段的粒度分布曲线,研究了硅源种类、酸种类、乙醇和超声波对不同制备阶段白炭黑粒子粒度分布和中值粒径D50的影响,并对不同制备阶段的分形维数进行了数值模拟.研究结果表明,选择反应物、加入乙醇以及施加超声波均可以减小干燥白炭黑粉末的分形维数D和中值粒径D50,其中超声波对白炭黑产品的粒度分布有明显窄化作用.不同实验条件下,四个阶段的分形维数D具有良好的线性关系,线性相关程度R高于0.966,表明制备过程中不同阶段的分形维数符合分形分布规律,能够很好地对高品质白炭黑反应过程进行预测.     

钻井液粒度分布特征参数描述研究

利用激光粒度分析仪测定了几种钻井液及其加重材料的粒度分布特征,并应用RosinRammler分布模型和分形模型对其分布特征进行了描述。结果表明,Rosin-Rammler分布模型可以从一定程度上描述颗粒物的粒度分布特征,对钻井液及加重材料的粒度分布,能够定量的进行描述。分形维数也可以反映出钻井液及其加重材料粒度分布的基本特征,由于钻井液影响因素较多粒度分布复杂,其分形维数也远大于加重材料。     

水射流解离煤的分形特征

利用高压水射流粉碎机与球磨机对煤进行超细解离,对解离后的煤颗粒进行了扫锚电镜分析,利用扫锚电镜图像。基于图像处理技术与分形理论,计算了粒度分布分形维数、边界形状分形维数与节理表面分形维数。利用上述3种分维数对解离后的煤颗粒的分形特征进行了研究。     

微细粒煤泥水沉降特性及机理研究

以山西某选煤厂的微细煤泥水为试验对象，对煤泥进行了粒度组成和矿物组成分析，煤泥粒度较细，90%分布在49.5μm以下，含有大量的高岭石等粘土矿物，导致煤泥沉降困难。研究不同药剂类型和用量条件下凝聚剂、絮凝剂以及联合作用时对煤泥水沉降效果的影响，及絮团粒径、分形维数和絮凝效果之间的关系。煤泥沉降试验表明，阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)单独使用时，随着APAM分子量的增加，初始沉降速度逐渐增大，上清液浊度降低。APAM和凝聚剂聚合氯化铝(PAC)联合使用时，沉降效果显著提高。当APAM的添加量为80 g/t, PAC添加量为200 g/t时，煤泥沉降效果最好，此时初始沉降速度为6.8 mm/s,上清液浊度为226.4 NTU,分形维数为1.79。在试验研究的范围内，随着分形维数的增加，上清液浊度逐渐降低，初始沉降速度增加。     

水泥颗粒群粒度分布宽度的表征及其应用研究

用分形理论阐述了将水泥颗粒群粒度分布的分形维数作为定量表征其粒度分布宽度的正确性和可行性,测量了16种水泥颗粒群的粒度重量累积分布,在双对数条件下,水泥颗粒群的粒度重量累积含量与粒径之间呈直线关系,表明水泥颗粒群粒度分布结构具有分形特征,其分形维数可以定量表征水泥颗粒群粒度分布宽度;研究了水泥颗粒群粒度分布宽度与其空隙率的关系,结果表明,随着水泥颗粒群粒度分布宽度的增加,其空隙率减小,二者呈负相关。     

板式换热器内颗粒污垢表面分形特性

利用分形理论及其相关的图像处理方法对板式换热器内不同粒径的颗粒污垢所沉积的表面形态进行研究。结果表明:颗粒污垢具有分形特性,而且颗粒粒径变化影响污垢表面分形维数,纳米级颗粒污垢的分形维数比微米级颗粒污垢的大。分形维数还可用来定量描述颗粒污垢的孔隙和粗糙表面形貌,分形维数越大污垢表面越粗糙。     

粉煤灰粉体颗粒细度与分维数研究

利用分形几何学原理研究粉煤灰粉体颗粒,探讨了粉煤灰粉体粒度的分布特征,测试、计算了相应的分形维数,研究表明：（1）粉煤灰粉体颗粒粒度分布都表现出分形分布,粉体粒度分布的分维值1〈D〈3;（2）粉煤灰粉体颗粒的分维值越大,其细度比和细度模数越小,其形态系数随之增大;（3）粉煤灰粉体颗粒的分维数与需水量比的关系成曲线关系,大致在分维值2以下时,其需水量比逐渐增大;但分维值大于2以后,其需水量比逐渐下降。