基于PBM和DPM的喷雾冷冻流化床液滴雾化的数值模拟

为实现均匀包覆,对流化床包覆的流场及颗粒的团聚特性进行研究;基于CFD中的群体平衡模型对流化床内液滴的雾化行为进行二维数值模拟,并与离散相模型的计算结果进行对比。结果表明,群体平衡模型和离散相模型可得出相同的速度场分布,群体平衡模型可进一步得出更为详细的粒径分布。群体平衡模型可作为离散相模型的替代模型进一步研究颗粒的聚并和破碎行为。     

不同条件对铝包覆钛白粉水分散稳定性的影响

以硫酸铝溶液为包覆剂,采用并流沉淀法,研究反应p H值、反应温度、熟化时间及包覆量对钛白粉包覆氧化铝分散稳定性的影响规律,优化了包覆工艺;采用Zeta电位分析仪、透射电子显微镜以及电感耦合等离子体质谱仪对包覆产品表面电性、微观形貌及成分进行了表征。结果表明:得到高分散稳定性包覆产品的优化工艺条件是反应p H为9,反应温度为70℃,熟化时间为120 min,包覆量为3.2%;优化工艺条件下,包覆后的钛白粉比表面积由6.73 m~2/g增大至18.28 m~2/g,吸油量由19.88 g/m L增至32.46 g/m L;产品表面形成均匀连续絮状包覆层,增强了钛白粉颗粒的表面电性,颗粒间静电斥力增大,水分散稳定性能得到了显著改善。     

塑性变形时的微观组织模拟

简述了微观组织模拟的几种主要研究方法:随机性方法、相场方法和有限元方法,评述了各种模拟方法的研究概况、特点及其适用范围,重点介绍了运用有限元法进行微观组织演变数值模拟时建立微观组织模型的方法,包括经验公式、统计模型和基于内变量的物理模型.概述了目前国内外基于有限元法的微观组织模拟的研究现状,最后介绍了近年来金属在高温变形时的多尺度耦合数值模拟.     

粒度分布对Cu包覆SiC颗粒相分布均匀性的影响

利用歧化反应原理,在SiC颗粒表面包覆金属Cu.通过俄歇电子能谱(AES),分析粒度分布对Cu包覆SiC颗粒相分布均匀性的影响.SiC颗粒的粒度分布范围过宽,Cu倾向于包覆在大颗粒表面而无法分散到细小颗粒表面.减小粒度分布范围,纳米SiC颗粒同样能被Cu均匀包覆.应当控制纳米SiC颗粒在一个较小的分布范围,以保证理想的Cu包覆效果和两相分散均匀性.     

无水乙醇对双层油酸包覆结构中物理吸附层的影响

研究了无水乙醇洗涤次数对油酸包覆的Fe3O4磁性纳米颗粒表面包覆结构的影响。采用FT-IR和TGA联合表征了油酸包覆的Fe3O4磁性纳米颗粒经过无水乙醇洗涤前后表面包覆结构的变化,采用TEM观察了油酸包覆后Fe3O4磁性纳米颗粒的形貌。实验结果表明经过无水乙醇5次洗涤后,油酸包覆的Fe3O4磁性颗粒为双层包覆结构;经过无水乙醇20次洗涤后,无水乙醇将双层油酸包覆结构中的物理吸附层洗掉,造成双层油酸包覆的Fe3O4磁性颗粒演变为单层包覆结构。     

滚筒装备内颗粒混合与粉磨研究进展

综述滚筒装备内颗粒混合和粉磨的实验和数值模拟研究;指出已有研究中缺少对小规模滚筒内颗粒轴向混合以及工业规模滚筒装备内颗粒混合和粉磨过程的研究,并且对不规则形状颗粒、微米尺度颗粒、湿颗粒的混合和粉磨过程的研究较少;认为今后的工作中应开展滚筒内颗粒轴向或整体混合研究,并将相似原理、粗粒模型引入工业规模滚筒装备内颗粒动力学离散元模拟中,在此基础上,开展涉及非球形颗粒的流固耦合模型及数值模拟方法研究。     

锑掺杂氧化锡包覆氧化钛浅色导电粉的过程与模型

为了掌握沉淀反应包覆掺锑氧化锡膜形态和工艺参数对导电粉电阻率的影响规律,本文中详细研究了采用沉淀法在氧化钛表面包覆掺锑氧化锡的过程。通过采用透射电镜观察包覆产物结构,并对不同pH值下的包覆产物进行了光电子能谱分析。结合氧化钛和氧化锡水溶液的Zeta电位,提出了包覆过程和模型。结果表明:包覆过程是先均相形核,然后锡溶胶靠静电引力与范德华力共同作用吸附在氧化钛表面;当沉淀pH=2时,氧化锡以直径为5nm胶粒单层密排在氧化钛表面,此时导电粉具有最佳导电性。     

颗粒包覆厚度对磁流变液性能的影响

为了研究磁性颗粒包覆厚度对磁流变液性能的影响,通过改变水溶液中聚乙烯醇的浓度来获取不同包覆厚度的磁性颗粒,以此配制磁流变液;对包覆颗粒的表面形貌、粒径及静磁性能进行表征,并测试不同包覆厚度的磁性颗粒制备的磁流变液的零场黏度、剪切屈服应力和沉降稳定性性能。结果表明:颗粒包覆厚度对磁流变液的零场黏度影响不大,对剪切屈服应力影响作用由弱到强再减弱;包覆层厚度增大,大颗粒团聚物更易形成,导致磁流变液沉降稳定性降低。     

亚颗粒尺度颗粒群运动三维直接数值模拟

提出一种基于有限元的虚拟区域法,可在亚颗粒尺度上实现对三维颗粒群运动的高效直接数值模拟;基于虚拟区域法的思想将颗粒视为浸入在背景网格中的有限大小区域而非零维点,在有限元方法的离散方程中引入体现颗粒作用的动量方程源项以保证颗粒的刚体运动;给出了三维虚拟区域法的实现方式与数值检验结果,并对管道中的颗粒群实际运动过程进行了直接数值模拟,得到了颗粒群与流场相互作用的非稳态结果。结果表明,虚拟区域法不仅能够处理三维颗粒运动的颗粒边界条件,不需要重新划分网格,而且还可以用于进行多颗粒运动系统的亚颗粒尺度直接数值模拟,最终得到详细的速度场和受力结果。     

文丘里粉体喷射器内部颗粒运动特性的联合仿真

采用计算流体力学-离散单元法(CFD-DEM)耦合方法,对文丘里粉体喷射器内部5种不同粒径球形颗粒组成的颗粒群的气力输送过程进行数值模拟;分析颗粒的运动轨迹,发现部分颗粒在吸收室的底部聚集,颗粒在文丘里喷射器内部的运动集中分布在输送管道的中下部位,小尺寸颗粒速度较快,颗粒尺寸越大,颗粒与颗粒碰撞次数越多,颗粒与壁面碰撞次数越少;采用离散单元法-有限单元分析(DEM-FEA)耦合方法对颗粒与壁面碰撞引起的壁面应力变化进行分析。结果表明,喷射器在喷嘴出口处附近和吸收室底部出现应力峰值。