滤饼结构的分形研究

概括地介绍了分形理论在滤饼结构研究中的应用 ,并采用电子扫描与计算机图象处理技术 ,并根据分形理论对以平板陶瓷膜为过滤介质的十字流微滤稳态阶段的滤饼结构进行了理论及实验研究。     

气压过滤的成饼动力学及其滤饼的分形结构

用自制的实验室型气压过滤机并结合滤饼内部结构的测试,研究了气压过滤的成饼动力学及其滤饼结构的分形特征。结果表明,气压过滤条件下,虽然过滤压差较大,但成饼阶段仍遵循Darcy定律;气压过滤的滤饼结构为一分段Sierpinski分形,其分维数值介于1.775～1.885之间。     

粉尘浓度和含水率对覆膜滤料滤饼形成特性及过滤性能影响研究

本工作搭建了滤料实验测试台;通过分析覆膜滤料的压降、过滤效率、单位面积粉尘沉积量、滤饼厚度和厚度标准差探究粉尘浓度和粉尘含水率对覆膜滤料滤饼形成特性及过滤性能的影响。结果表明;随过滤时间延长;滤饼垂直方向上从顶部到底部厚度及其不均匀性逐渐增大;但经过一段时间后滤饼厚度不均匀性趋于稳定。随粉尘浓度增加;滤饼厚度和不均匀性逐渐增大;粉尘浓度较低时;滤饼厚度从顶部到底部整体增加缓慢;厚度差异较小;粉尘浓度较高时;滤饼顶部厚度增加较慢;底部厚度增加较快;随粉尘浓度增加;压降和单位面积粉尘沉积量增加;过滤效率约为99.9%;孔隙率整体逐渐减小。随粉尘含水率增加;滤饼均匀性差异明显;粉尘含水率为9%和13%时滤饼均匀性较差;粉尘含水率为10%~12%时;滤饼分布相对均匀。粉尘含水率对过滤性能的影响主要体现在压降的变化;含水率增加有助于减小滤饼压降;对过滤效率的影响并不明显。     

基于分形学的膜面滤饼特性研究进展

膜污染问题限制了膜分离技术在实际工程中的广泛应用。从分形解析的角度深入探讨混凝-膜过滤过程中滤饼层的微观结构对控制膜污染情况至关重要。总结和回顾了运用分形理论表征滤饼层重要性质参数孔隙率、比阻、渗透率研究的前沿动态,对絮体特性和滤饼层特性两者内在关系进行分析评述,以期为混凝-膜过滤工艺优化提供参考。     

γ-氧化铝的表面分形结构

在多相催化反应过程中,化学反应与多孔催化剂的表面密切相关。由于表面的不规则性,以往基于欧氏几何的数学处理,显得过于理想化和简单化。近年来发展起来的分形几何为更好地表征催化剂及载体的表面拓朴特征提供了新的可能。在这方面,Avnir、Pfeifer和Farm等f‘－引做了一系列的工作,认为自然界中许多物质属干表面分形,其分形维数为2～人     

滤饼结构造影测试的研究

滤饼过滤是固液二相分离的基本形式,了解滤饼孔隙率及其变化是影响滤饼过滤的关键。文中在简单比较了扫描电镜(SEM)、核磁共振(MRI)、CT扫描等方法的基础上,采用了CT扫描技术。研究重点是针对文中所研究的物料,选择合适的样品预处理及图像数值计算方法。实验证明,采用经过改进的CT扫描测试,可获得视野较宽的清晰图像,并用于孔隙率计算,作为滤饼结构研究的有效工具。文中最后也提出了应进一步提高的努力方向。     

空气过滤形成滤饼的模拟研究

提出了一个新的模型,用于预测空气过滤中捕集效率和滤饼层空隙率。模型中粒子的产生符合正态分布,其落点符合随机均匀分布。模型预测的捕集效率随粒径和孔径比的增大而增大,滤饼层空隙率随粒径和孔径比的增大而减小。粒子的分散度对滤饼结构的影响较小。     

分形在陶瓷微观结构中的应用

分形作为一种数学方法 ,其应用范围日益扩大 ,已经逐渐渗入各学科领域。本文简要介绍了分形的概念以及它在陶瓷微观结构中的应用情况 ,重点介绍了位错、晶粒度、晶界的分形     

用分形理论研究低渗储层孔隙结构

储集层岩石的孔隙结构非均质性对于油气的渗流规律以及水驱油效率都具有重要的影响。利用分形理论对孔隙结构的非均质性进行研究。结果表明,分形维数不同孔隙结构不同,所研究的储集层具有单一分形（分形维数2.690 7～2.814 0）和分段分形特征（分形维数2.414 8～2.995 2）;以分形维数为基础,可以根据孔喉渗透率贡献判断孔隙结构的非均质性和复杂程度。     

滤饼孔隙率的模拟研究

采用计算机模拟方法,对滤饼中颗粒的凝聚机理进行简化,将所过滤的物料外形形态简化为球形颗粒,进行计算机程序设计,模拟物料在纤维过滤介质中过滤形成滤饼的过程,模拟得出滤饼结构,并进行孔隙率计算,在简化模型的基础上,分析滤饼孔隙率,滤饼厚度以及固体颗粒粒径的相关关系,探索滤饼结构研究的新方法及新途径。     

纤维过滤滤饼孔隙率计算机模拟

基于受限扩散模型,建立纤维介质表面粉尘颗粒沉积形成滤饼的模拟模型。粉尘颗粒在远离过滤介质的控制面上释放,假设对流扩散运动为颗粒输送和沉积的主要机理。定义Pe数为颗粒对流作用与扩散运动的比值,讨论不同Pe数对滤饼孔隙率的影响。对Pe数范围为0.25~1600进行模拟计算结果表明,Pe数对滤饼的孔隙率影响显著。当颗粒的扩散运动强于对流运动,颗粒沉积形成的滤饼为较为松散的结构,当Pe数较大时,颗粒沉积形成的滤饼为较为紧密的堆积结构。此外,考虑到实际过滤过程中粉尘颗粒大多为非等径粒子,也对多分散粒子对滤饼形成及孔隙率的影响作了分析。     

膜生物反应器中膜污染滤饼层渗透模型的研究

在膜生物反应器中,活性污泥在膜表面沉积形成滤饼层是造成膜污染的主要因素.采用扫描电镜和自动图像分析技术研究了膜过滤滤饼层的微观结构,并以分形理论和Darcy定律为基础,推导出用于预测膜污染滤饼层渗透性能的数学模型,验证了该渗透模型的可靠性,并利用该渗透模型进行了膜生物反应器中污泥浓度对滤饼层渗透性能影响的研究.结果表明,活性污泥颗粒沉积形成的柔性滤饼层具有明显的多孔结构,并且具有很好的分形特征;膜污染滤饼层的分形维数能够真实反映滤饼层的孔隙率大小;用该渗透模型得到的渗透系数K'可以作为有效预测滤饼层渗透性能的参数;滤饼层渗透系数K'随污泥浓度的增大而递减,污泥浓度低于10000 mg·L-1时,K'的变化趋势较小,污泥浓度达到10000 mg·L-1以上时,K'急剧下降.     

滤饼夹心现象的分析研究与处理

分析了压滤机过滤时滤饼存在夹心的原因 ,介绍了对该问题的处理措施。指出 :压滤机配套系统设计的合理与否对压滤机的过滤效果是有影响的     

过滤过程中滤饼比阻及其影响因素的研究

滤饼过滤过程中,滤饼比阻是滤饼主要特性之一,其大小是衡量过滤难易程度的重要参数。通过叙述滤饼比阻的定义、测量方法,以及对其影响因素的研究,揭示了滤饼比阻与滤饼颗粒物性、过滤压差、料浆浓度、溶液的pH、过滤速率和过滤时间之间的关系。     

分形理论在多孔介质渗透性能的研究

对分形理论在多孔介质的结构和渗透性能的研究进行了综述,并且提出了分形理论和多孔介质性质在研究膜过滤中形成的沉积层的结构和渗透性能的可行性。     

Empirical Modelling of Cake Washing in a Pressure Filter

The focus of this article is on empirical modelling of filter cake washing. The filtration experiments introduced in this paper were conducted by using a pilot-scale (0.1 m²) filter press according to the basic principles of factorial designs. Five different variables of the filtration, pressing, cake washing, and air drying stages were considered in the tests and the examined product characteristics were the overall capacity of the filter and the purity of the cake. The results obtained from the tests were used for creating different kinds of regression models for explaining the influence of the studied variables on the success of the cake washing process. The goal of the modelling strategy for the cake washing was to determine the simplest empirical models and compare these with theoretical equations complemented with linear terms. It was found that the empirical equation could model the results more accurately than the theory-based equations could.