毛细作用气液分离过程的理论分析

针对分液冷凝换热器的毛细作用气液分离流动过程,建立了稳定流动情况下的一维数学模型.模型综合考虑了静压、重力、毛细压力、切应力的影响 ;考察了在稳定状态下孔径、孔数以及其组合方式对液膜高度的影响,同时还考察了入口干度和流量对液膜高度的影响;发现孔径和孔数对液膜高度影响基本相同,都是随着数值的增大而液膜高度减小.孔径为1.3 mm、孔数为8时液膜高度都分别为零,气液分离失效,但是干度和流量的对液膜高度影响趋势却相反.在干度为0.5、流量为0.058 kg/s时液膜高度也都分别为零,气液分离失效.     

冷却管内气液界面流动特性数值模拟研究

采用数值模拟的方法,并应用VOF多相流模型,对管内液膜的速度分布特性、管内动压力分布特性进行了分析,探讨了气液两相速度差与气液两相湍动能大小的关系及不同液膜入口厚度下的液膜流型。结果表明:液膜平均速度在轴向位置先增大,后趋于稳定;液体入口流量对液膜轴向速度分布影响显著;液膜沿管径方向速度梯度较大;管内动压力受液体入口速度的影响明显;气液两相速度差越大,湍动能越大;液膜入口厚度越厚,液膜越稳定。     

地铁站板式蒸发冷却器叉流条件下传热传质特性

在气液叉流条件下,采用非接触式红外热成像测温方法,就不同气相雷诺数和液膜雷诺数对地铁站板式蒸发冷却器液膜传热传质特性影响进行了实验研究,结果表明：对于确定的被冷却水温,在液膜雷诺数增加的过程中,液膜厚度逐渐增加,进出口温差逐渐减小,削弱液膜换热,但雷诺数上升使得液膜湍动强度增强,强化了液膜换热,在这2个因素的协同作用下,存在最佳液膜流动雷诺数,使得液膜的换热热阻最小,传质最强,换热系数最大。     

基于积分法的热非平衡效应下剪切液膜流的表面波演化模型

当液膜表面同时存在热非平衡效应和切应力作用时,引发液膜流动不稳定的扰动及其影响将更为复杂。基于边界层理论,通过建立气液界面受热非平衡效应和切应力耦合作用的液膜流动的理论模型,采用包含弱非线性项的积分法,推导出热非平衡效应下剪切液膜流的表面波积分演化模型,模型中包括了相变强度、切应力、雷诺数和倾斜角度等不同参数的影响,为分析复杂边界条件下的液膜流的演化特征和稳定性提供了一种可借鉴的理论模型。     

等离子复合膜基体——多孔聚砜膜的制备及其影响因素

本文介绍了以:聚砜、二甲基甲酰胺、乙二醇甲醚铸膜液制备出孔径为200—300A°的聚砜多孔膜。讨论了成膜工艺中主要参数,即铸膜液组成、冷浸浴的组成,冷浸浴温度,环境湿度以及铸膜液的溶解状态等对膜性能的影响,并对膜的形态结构进行了扫描电镜观察,选择了较好的配方和成膜条件。     

聚丙烯酸甲酯膜分离水-乙醇混合物的研究

本文介绍以丙烯酸甲酯、二乙烯三胺为基本原料合成的一种新型聚合物膜材料,并用渗透蒸发法通过该膜对水-乙醇混合物进行分离;研究了料液浓度、料液温度等评价条件对膜透过速率和分离系数的影响;计算了膜对不同浓度料液的表观透过活化能;测试了膜的溶胀度和溶胀膜的组成,利用测定结果讨论了溶液在膜中的溶解和扩散对透过速率和分离系数的影响。还利用红外分光光度计、电镜、动态粘弹测试仪等粗略探讨了膜的微观结构。     

基于Fluent的压力能交换器端面液膜支撑机理分析

为研究海水淡化用旋转式压力能交换器端面液膜支撑机理和刚度特性,为间隙设计提供参考,对压力能交换器内环向液膜、端面液膜和孔槽进行整体三维建模,基于Fluent对间隙内三维压力场进行定常计算.结果表明,旋转压力能交换器端面液膜支撑为静压支撑,且在讨论端面支撑原理时,环向液膜不能忽略.环向液膜对支撑力的影响体现在对端面润滑槽均压值的影响,当端面液膜间隙小于环向液膜半径间隙时,端面液膜刚度较大,随着环向液膜间隙增大,端面液膜支撑刚度下降,且在端面小间隙下尤为明显.另外发现,端面支撑力与进口压力呈线性关系,且压力越大,端面液膜支撑刚度越大.     

界面切应力和重力驱动下受热过冷薄膜的破断模型研究

液膜破断过程的内在机理受流体物性、流动状态和界面边界条件的影响而有所不同。针对界面切应力和重力驱动下的受热过冷液膜性破断过程,基于控制体内的力平衡方程,建立了受热过冷液膜破断力平衡模型,模型包含了滞止压力、重力、表面张力、切应力、热毛细力和蒸汽压力的影响。在重力驱动、重力和切应力协同驱动和切应力驱动下,分别推导出层流和紊流的临界液膜厚度和最小润湿量的理论关系式,为分析受热过冷液膜的破断特征提供了一种可借鉴的理论模型。     

极性溶剂对乳状液膜性能影响的研究

研究了TBP、P35 0和异辛醇极性溶剂作膜相添加剂时对N2 63 为载体的乳状液膜稳定性、迁移能力、电破乳效率等性能的影响 .研究结果表明 ,适当添加极性溶剂作膜相添加剂不影响液膜迁移钨的高效性 ,而且能促进液膜稳定和提高电破乳效率     

PVDF/TPU相转化法制膜过程中热力学性质和动力学行为

采用相转化法制备PVDF／TPU共混中空纤维膜。研究浊点数据、铸膜液粘度、凝胶浴的组成和温度、芯液组成对制膜过程中热力学和动力学性质的影响,并探讨了PVDF／TPU成膜机理。结果显示,随着铸膜液和添加剂浓度升高,铸膜液凝胶值下降,体系相容性下降,相分离可能性增大,体现热力学促进作用;同时运动粘度升高,流变阻力抑制铸膜液高分子运动,相分离速度变小,延长相分离发生的时间,又存在动力学的阻碍作用。凝胶浴的温度和组成、芯液的组成主要由动力学扩散作用控制。随着溶剂．非溶剂扩散系数变小,相分离形式从瞬时相分离向延迟相分离转变。结合膜断面的电镜照片,从相态变化的角度分析了膜结构及影响大孔膜形成的机理。     

剪切液膜线性化稳定方程

以边界层理论为基础,基于完整的边界条件,建立了切应力作用下沿倾斜壁面下降的液膜表面波的边界层模型,推导了边界层模型的Orr-Sommerfeld方程。利用摄动方法获得了扰动波的行波和扰动量的理论表达式,模型包括切应力、雷诺数、波数、表面张力、倾角等参数对液膜稳定性的影响,为进一步从理论上分析切应力作用下液膜表面波流动的稳定性特征奠定了基础。     

二维剪切液膜流表面波的线性稳定性特征

当气液界面存在气流剪切作用时,将在不同程度上影响液膜流动的水动力学特征和流动稳定性。基于层流剪切液膜流动的稳态解,分析了切应力对液膜流动状态的影响。采用积分法,建立了沿倾斜壁面下降的二维剪切液膜流表面波扰动演化方程,模型中包含界面切应力、雷诺数、波数和倾角等参数的影响。研究表明:行波和惯性波的波速受均雷诺数和切应力的影响;同向切应力为不稳定性因素,逆向切应力的稳定性影响与雷诺数有关;同向切应力使临界雷诺数减小,逆向切应力使其增大,切应力对临界雷诺数的影响在不同倾角下也有所不同。     

裂隙岩体非稳态渗流场与损伤场耦合分析模型

从流体扩散能量叠加原理出发,建立了裂隙岩体介质的渗流张量解析表达式。综合应用断裂力学与损伤理论,探讨了复杂应力状态下裂隙岩体在压剪、拉剪应力状态下损伤演化方程,提出了渗透张量随裂隙损伤发展的关系以及裂隙岩体非稳态渗流场与损伤场耦合模型。     

热非平衡和切应力作用下液膜流的扰动传播特性

基于完整边界条件,采用参数摄动法,推导并求解了沿倾斜壁面下降的蒸发或冷凝状态下适用的二维剪切液膜流动的Orr-Sommerfeld方程,得到扰动传播速度的表达式,分析了相变和切应力的影响。研究表明:扰动传播速度受蒸发状态影响而增大,受冷凝影响而减小;正向切应力促使扰动传播速度增大,反向切应力使其减小;在小雷诺数下内,雷诺数对扰动传播速度影响较大,随雷诺数增长,其影响逐渐减弱。     

液膜表面波在切应力作用下的线性稳定性

基于液膜表面的力平衡方程和边界条件,建立了在切应力作用下表征沿倾斜壁面下降液膜流动特性的O-S方程。利用摄动方法,求得了液膜表面波扰动的无量纲流函数扰动和波速表达式,分析了切应力、雷诺数和波数对稳定性的影响。研究表明:切应力是影响液膜稳定性的重要因素之一,同向切应力起不稳定性作用,反向切应力起稳定性用;液膜表面波的稳定性随雷诺数增大逐渐减弱;反向切应力使临界雷诺数增大、扰动增长率减小,同向切应力则起相反作用;表面波扰动的传播速度与波数有关,长波的传播速度低于短波,同向切应力使其传播速度增大,反向切应力使其减小。     

非水反应高聚物–混凝土界面单调剪切特性及本构模拟

土与结构物的界面力学性质一直都是岩土工程探究的热点,为了探究非水反应高聚物与混凝土的界面剪切特性,本文基于单调直接剪切试验研究了竖向应力、剪切速率对高聚物-混凝土界面抗剪强度和剪切模量等特性的影响。试验结果表明:在给定的竖向应力与剪切速率下,随着剪切位移的增加,高聚物-混凝土界面呈现出剪切软化的现象。剪切速率对抗剪强度以及残余强度有一定的影响,对界面剪切模量值有显著影响,随着剪切速率的增加剪切模量值不断减小,减小幅值明显,然而对高聚物-混凝土界面的粘聚力、残余粘聚力、摩擦角以及残余摩擦角影响较小;竖向应力对高聚物-混凝土界面抗剪强度、残余抗剪强度以及剪切模量值有显著影响,并且高聚物-混凝土界面抗剪强度、残余抗剪强度以及剪切模量值随着竖向应力的增加而不断增加。同时,本文系统的公式推导描述了高聚物-混凝土界面的双曲线本构模型的构建过程,并依据相关实验结果初步验证了模型的有效性。     

软土的等效时间线剪切流变模型

为反映软土剪切流变的非线性特性,建立剪切流变模型,修正了Singh-Mitchell提出的指数型剪切蠕变经验公式,使之适用于低修正应力水平工况.根据黏塑性剪应变-耗散剪应力-等效时间之间的关系方程推导出黏塑性剪应变速率与剪应力和黏塑性剪应变之间的函数表达式.把该表达式和剪切弹性模型相结合,建立了剪切弹黏塑性模型.以此模型为基础,不但获得了有效围压恒定时单级和多级荷载作用下的剪切流变解析解,而且还获得了有效围压和剪应力均随时间变化时的剪切流变积分解答.结果表明,流变模型能够较好地定量模拟三轴固结排水试验中多级加载作用下的剪切蠕变发展过程,合理地反映剪应变随修正应力水平(或剪应力)、有效围压和持续时间等影响因素变化的流变规律.