颗粒体系错流微滤过程临界点研究——临界点的数值识别

以传统的滤饼层阻力和与诱导扩散相结合的浓差极化模型为基础,建立了刚性颗粒悬浮液体系错流微滤过程中模拟临界点的数学模型。模型的模拟和预测结果与实验值吻合很好。用该模型不仅能计算错流微滤过程中临界点的临界压力、临界错流速度和临界滤饼层厚度,还可以对临界点的性质与微滤中各项参数的关系进行预测。模型的提出为更好地理解颗粒体系错流微滤中的膜污染机理,并在实际应用中通过控制过滤操作参数来减小或消除此类膜面污染提供了理论依据。     

工艺参数对铜基Ni-P-PTFE化学复合镀的影响

研究了单个工艺参数对铜基Ni-P-PTFE化学复合镀的影响.实验结果显示,随着表面活性剂质量浓度增加,镀层厚度减小,镀层中聚四氟乙烯(PTFE)质量分数先升后降,Ni、P质量分数则有少量增加,C质量分数减少;镀液pH值增大时,镀层厚度和PTFE质量分数增加,Ni和P质量分数出现小幅度的波动,C质量分数则在3.47%～4.38%间波动;随着PTFE乳液体积分数增加,镀层厚度下降.PTFE乳液浓度为13 mL/L时,镀层PTFE质量分数出现最大值3.42%,Ni和P元素的质量分数随PTFE乳液浓度的增大而减小,C质量分数则先减小后增大;镀层厚度随温度上升而大幅增长,温度为85℃时,镀层PTFE质量分数出现最大值7.26%,镀层Ni质量分数随温度上升而下降,P质量分数在9.82%～10.95%间波动,C质量分数则随施镀温度升高而减少.     

工艺参数对铜基Ni—P-PTFE化学复合镀的影响

研究了单个工艺参数对铜基Ni—P—PTFE化学复合镀的影响．实验结果显示,随着表面活性剂质量浓度增加,镀层厚度减小,镀层中聚四氟乙烯（PTFE）质量分数先升后降,Ni、P质量分数则有少量增加,C质量分数减少;镀液pH值增大时,镀层厚度和PTFE质量分数增加,M和P质量分数出现小幅度的波动,C质量分数则在3．47％～4．38％间波动;随着PTFE乳液体积分数增加,镀层厚度下降．PTFE乳液浓度为13mL／L时,镀层PTFE质量分数出现最大值3．42％,Ni和P元素的质量分数随PTFE乳液浓度的增大而减小,C质量分数则先减小后增大;镀层厚度随温度上升而大幅增长,温度为85℃时,镀层PrrFE质量分数出现最大值7．26％,镀层Nj质量分数随温度上升而下降,P质量分数在9．82％-10．95％间波动,C质量分数则随施镀温度升高而减少．     

颗粒被凝固前沿排斥的临界速度模型

通过对颗粒增强金属基复合材料凝固过程中温度场，、质量分数场变化以及凝固前沿形状改变的数值模拟，建立了颗粒被凝固前沿排斥或捕获的临界速度模型，当凝固前沿的推进速度小于颗粒被凝固前沿所排斥／捕获的临界速度时，颗粒被凝固前沿所捕获的现象不会发生，并且在临界速度模型中保持其它参数为旧，而只考虑合金质量分数的影响时，发现随着合金质量分数的逐渐增加，颗粒被凝固前所排斥／捕获的临界速度逐渐减小。     

汉麻粉体对PVDF膜的改性研究

采用汉麻粉体与PVDF共混的方法对PVDF膜进行改性,测试共混膜的微观结构和热学性能、力学性能以及与碳纤维布之间的层间剥离强度等性能,并研究汉麻粉体含量对于共混膜性能的影响.实验结果表明:随着汉麻粉体质量分数的增加,共混膜表面光洁度降低,断面结构越发不规整,密度及厚度增大,共混膜变得易碎,而力学性能大幅下降;随着汉麻粉体质量分数的增加,共混膜与碳纤维布/木质复合材料之间的层间剥离强度先增大后减小,当汉麻粉体质量分数为6%时,层间剥离强度达到最大值0.36N/mm.     

定向井中钻杆的稳定性分析

分析研究钻杆在定向井中的受力及弯曲情况,建立定向井中钻杆受力弯曲的力学模型,结合工程实际,利用能量法推导出具有初弯曲钻柱稳定的临界压力计算公式,讨论初弯曲及扭矩对临界压力的影响。得出在相同条件下时,初始挠度对临界载荷的影响随着井斜角的增大而增大,扭矩对钻杆临界载荷的影响随着井斜角的增大而减小。     

微尺度下速度滑移对油墨流动特性的影响

为了了解微尺度下速度滑移对油墨流动特性的影响,以便提高印刷质量,首先从理论方面分析了速度滑移对流体流动特性的影响.运用专业流体仿真软件FLUENT对微尺度下油墨在墨辊间的流动进行了流体计算模拟,分析了无滑移和有滑移2种情况下油墨在传递过程中流动速度与压力的特性,同时提取墨层有效厚度,并进行对比.通过分析可以得出:当滑移速度与油墨流速方向相同时,随着速度滑移程度的提高,在油墨通道的各个位置处油墨的速度都有增大的趋势,压力有减小的趋势,墨层厚度有变大的趋势;当滑移速度与油墨流速方向相反时,随着滑移程度的增强,油墨的速度有减小的趋势,压力有增大的趋势,墨层厚度有变小的趋势.     

流体在固体壁面流动的边界问题

为了了解微尺度下速度滑移对油墨流动特性的影响,以便提高印刷质量,首先从理论方面分析了速度滑移对流体流动特性的影响.运用专业流体仿真软件FLUENT对微尺度下油墨在墨辊间的流动进行了流体计算模拟,分析了无滑移和有滑移2种情况下油墨在传递过程中流动速度与压力的特性,同时提取墨层有效厚度,并进行对比.通过分析可以得出：当滑移速度与油墨流速方向相同时,随着速度滑移程度的提高,在油墨通道的各个位置处油墨的速度都有增大的趋势,压力有减小的趋势,墨层厚度有变大的趋势;当滑移速度与油墨流速方向相反时,随着滑移程度的增强,油墨的速度有减小的趋势,压力有增大的趋势,墨层厚度有变小的趋势.

     

弹流润滑下的胶印机油墨墨层分析

为了了解油墨在传递过程中的特性,应用弹性流体动力润滑理论对印刷油墨在一软一硬两墨辊间接触区内的最大压力及油墨墨层厚度进行了分析.应用实验的方法确定了国产某品牌黄色印刷油墨的黏压系数,通过弹流润滑基本方程的建立及相关参数的确定,分析了载荷、速度、材料的改变对接触区内油墨压力及墨层厚度所带来的影响.分析表明:载荷增大时墨层压力随之增加,墨层厚度逐渐减小,墨层厚度随载荷增大而减小的幅度逐渐减小,并逐渐趋于一种稳定的状态;两辊对滚速度增大时油墨墨层压力几乎无变化,墨层厚度随之增大;硬辊弹性模量的变化,对接触区内油墨压力及油墨层厚度的影响不大;软辊弹性模量增大时最大墨层压力随之增大,但墨层厚度变化不明显.     

瓦斯压力对瓦斯在煤中扩散影响的实验研究

为了研究瓦斯压力对瓦斯在不同变质程度煤中扩散的影响,采集了我国典型矿区的煤样,采用低温氮吸附法和压汞法对煤样进行了孔隙特征分析,开展了不同压力下煤粒瓦斯吸附-解吸扩散动力学实验,分别采用单孔扩散模型和双孔扩散模型对扩散实验结果进行拟合.结果表明,双孔扩散模型比单孔扩散模型能更准确地描述煤粒瓦斯吸附-解吸扩散全过程.基于双孔扩散模型反演计算大孔和微孔有效扩散系数D_(ae),D_(ie),分析认为:二次多项式函数能很好地描述D_(ae)与压力的关系,在吸附过程中,当瓦斯压力小于某一临界压力时,D_(ae)随着压力的增大而减小,当瓦斯压力大于某一临界压力时,D_(ae)随着压力的增大而增大;在解吸过程中,当瓦斯压力大于某一临界压力值时,D_(ae)随着压力的减小而减小,当瓦斯压力小于某一临界压力值时,D_(ae)随着压力的减小而增大;大孔有效扩散系数均值Symbol`A@D_(ae)越大,临界瓦斯压力值就越大.而微孔有效扩散系数D_(ie)与压力则较好地符合一元线性关系:在吸附过程中D_(ie)随着压力的增大而增大,在解吸过程中D_(ie)随着压力的减小而减小.各煤样在吸附-解吸过程中的扩散特征参数β基本保持不变.     

膜污染中污泥层阻力模型及影响因素研究

膜污染是影响膜生物反应器大规模化应用的重要因素之一．优化了污泥层阻力的数学模型,并对污泥层阻力的影响因素进行了试验研究,模型确定了污泥浓度和膜面流速是引起污泥层阻力的主要因素．短期试验的结果较好地验证了污泥层阻力的数学模型,存在最佳的膜通量、污泥浓度和膜面流速．     

陶瓷微滤膜过滤微米级颗粒体系的模拟

通过对陶瓷膜错流过滤微米级颗粒悬浮液过程中颗粒的受力分析,获得了可沉积在膜表面颗粒的临界粒径,结合传统的滤饼阻力模型,可获得膜表面污染层的阻力,从而计算出过滤过程的渗透能量,与实验结果相比,模型的模拟结果良好。     

定制边界滑移平行轴承的挤压效应

作者最近提出了一种利用滑块入口处的壁面滑移产生流体动压的新型轴承．笔者针对该类新轴承的油膜挤压问题,提出了基于滑移临界剪应力的数学模型,并给出了解析解．结果显示压力分布为分段光滑的抛物线,在滑移／非滑移边界,存在不连续的压力梯度．不同参数条件下的计算给出了不同的压力分布和壁面滑移类型．结果显示,对于代表滑块非浸润区长度的参数xt,最大压力并不总是随参数xt的减小而减小．存在一个参数xt的区间,在该区间内最大压力不变．与经典的挤压膜轴承类似,压力随膜厚的增加或趋进速度的减小而减小．笔者还发现临界剪应力的对挤压效应有重要的影响,揭示了此类新型轴承的一些内在的特性．     

两种错流旋转填料床气相压降对比和分析

旋转填料床气相压降是旋转填料床应用和设计的一项重要指标。目前应用的错流旋转填料床按其内部结构的不同分为密封式错流旋转填料床和开放式错流旋转填料床,因其内部结构不同而导致这2种错流旋转填料床气相压降的变化规律存在差异。通过用空气-水系统对2种错流旋转填料床的气相压降进行实验研究表明,2种错流旋转填料床气相压降的共同点是气相压降都随进液量的增大而上升,旋转床在低转速下随进气量的增大而上升。不同点是密封式错流旋转填料床在一定进气量下气相压降随旋转床转速的上升而缓慢下降,开放式错流旋转填料床气相压降随转速的增大气相压降先降后升。     

基于改进滤失试验的泥水盾构动态泥膜渗透特性研究

为了研究泥膜对泥水盾构开挖面稳定性的影响,通过改进滤失试验研究泥水盾构动态泥膜的渗透特性,提出泥水舱泥浆密度的计算方法,获得时间与泥浆滤失量的关系曲线和泥膜的本构参数（孔隙比-渗透系数-压力的相互关系）,推导动态泥膜平均厚度的计算公式. 由试验压力增长引起的泥膜孔隙比的减小,可以降低泥膜的渗透系数. CMC-Na对泥浆的改性效果最好. 添加高分子材料的泥浆形成的泥膜厚度变小,泥膜厚度与泥膜平均渗透系数存在正比关系. 在盾构掘进过程中,泥膜厚度会发生周期性变化,动态泥膜的周期时间取决于刀具的布局和刀盘的转速. 动态泥膜的平均厚度约为最大泥膜厚度的2/3.     

Treatment of oil/water emulsion by polyethylene glycol ultrafiltration membrane

Polyethylene glycol （PEG） membranes with different molecular mass cut-offs were used to treat oil/water emulsion, and the effects of experimental conditions including pressure, temperature and different operating modes on permeate flux and removal rate of chemical oxygen demand （CODcr） were studied. The results show that the permeate flux of ultrafiltration membrane is influenced by pressure and temperature; practical pressure is chosen to be 0.3 - 0.7 MPa for the PEG with molecular mass cut-offs of 8 000 and 0.7 - 1.0 MPa for the PEG with molecular mass cut-offs of 2500 ; and the practical temperature is chosen to be 25 - 32℃. Different operating modes of ultrafiltration also influence the permeate flux and removal rate of CODCr. The ultrafiltration membrane of intermittent cross-flow operating mode is easier to be influenced by blocky polarization and contamination than that of sequential cross-flow operating mode. Removal rate of CODCr in intermittent cross-flow and sequential cross-flow condition can be maintained at about 93%.     

纤维聚结分离过程流场的数值模拟研究

对纤维聚结分离流场进行了数值模拟研究。结果表明,纤维聚结分离器的压力场由前到后呈现缓慢降低的分布,随着厚度的增加压力变小;聚结模块压降随着流速、厚度的增加而线性增加,随着孔隙率的减小而增加;纤维聚结分离器的速度场呈现对称式分布,流体在流进纤维层时明显加速,最大速度出现在纤维的间隙中,在纤维间隙中速度呈现“M”形分布。     

点接触脂润滑弹流中无剪切流动层的研究

通过理论研究和数值计算，对非牛顿体弹流中存在无剪切流动层进行了初步探讨和研究，结果表明，无剪切流动层膜厚较薄，约比油膜总厚度小两个数量级，且分布较集中，在接触区内迅速增大，而接触区外又立即减小为零，计算表明，最大无剪切流动层膜厚随载荷的速度和增大而减小，但与椭圆率的关系较为复杂，呈抛物线关系，即当椭圆率取值为４－５时，最大无剪切流动层膜厚最大。     

膜生物反应器处理洗车废水试验

目的确定膜生物反应器处理洗车废水试验中膜生物反应器工艺流程适合的膜操作条件,分析操作条件与活性污泥悬浮液性质之间的关系.方法采用膜生物反应器试验装置,全面考察操作压力、曝气量、膜面流速对膜通量的影响.结果膜面流速影响着膜表面凝胶层的形成,并由此影响膜通量,增大膜面流速是抑制膜污染的有效手段;曝气量的增加能在膜的表面形成较大的错流速度,使污染物不易在膜表面积累,而且可以加快污染物在膜表面的脱离.但曝气量过大可能会导致污泥混合液中粒径减小,影响膜过滤;在停抽过程中,由于曝气和扩散作用,膜表面沉积的污染物会脱离膜表面而反向扩散,有利于污染物脱离膜表面.结论影响膜分离特性的因素很多,在MBR中存在着一个临界压力,所以设计膜生物反应器时,需选择合适的操作压力.