地下车库颗粒受限扩散下的凝并特性

为研究车辆排放颗粒在地下车库内凝并率的分布规律及其对颗粒受限扩散的影响程度.根据颗粒物扩散和凝并理论,采用Realizable k-ε模型模拟空气流场分布特性,并结合数值模拟中的场函数方法将颗粒凝并和扩散过程相结合,分析地下车库不同数量车辆在受限扩散条件下颗粒半衰时间的变化和粒径变化.结果表明:在排气管附近,颗粒半衰时间最短,凝并作用最强.在沿高度方向2 m以下的区域内,当启动车辆数不多于2台时,颗粒半衰时间随高度线性下降,当启动车辆数不少于4台时,半衰时间随高度呈对数下降.凝并作用对中间段和大粒径段粒子数浓度的变化影响更大,颗粒呈现出由小变大的粒径变化趋势.启动车辆数越多,凝并导致的粒径分布不均匀性越明显.     

径流条件下散粒体斜坡的颗粒冲刷启动机理

摘 要：为研究地表径流对散粒体斜坡的冲刷侵蚀效应,根据斜坡坡面径流和坡内渗流特征建立了散粒体斜坡径流-渗流耦合模型。该模型用Navier?Stokes方程描述淹没区坡面径流,用Brinkman-extended Darcy方程描述散粒体斜坡坡内渗流。径流区和渗流区的流体运动均满足连续性方程,且在交界面处的流体满足Neal和Nader提出的流速相等和剪应力连续双边界条件。采用Navier?Stokes方程和Brinkman-extended Darcy方程分别联立连续性方程推求出径流区和渗流区的流速分布。分析流速理论表达式可知,影响斜坡表部径流流速和坡体内部渗流流速的主要因素有斜坡坡度、径流水深、斜坡散粒体的孔隙率和渗透率,且流速随它们的增大而增大。为探究在径流条件下散粒体斜坡坡面颗粒的冲刷启动机理,引入Newton内摩擦定律求得径流区和渗流区交界面上的切应力,并对颗粒发生滑动和滚动两种情况分别进行受力分析,给出了颗粒滑动和滚动两种运动方式相应的失稳判据。分析两种判据可知：(1)颗粒发生滑动时,其抗滑稳定安全系数主要受散粒体斜坡坡度、颗粒的内摩擦角、颗粒半径、径流水深、散粒体斜坡孔隙率和渗透率的影响,且随颗粒的内摩擦角、颗粒半径、散粒体斜坡孔隙率和渗透率的增大而增大,随散粒体斜坡坡度和径流水深的增大而减小;(2)颗粒发生滚动与否主要取决于散粒体斜坡坡度、径流水深、颗粒半径、散粒体斜坡孔隙率和渗透率,且它们的值越大,颗粒越容易失稳。     

表面改性对橡胶颗粒超高性能混凝土性能的影响

探究了表面改性对橡胶颗粒超高性能混凝土性能的影响规律及机理。通过SEM橡胶颗粒表面形貌分析、橡胶颗粒-胶凝材料基体界面分析,表面水接触角分析,发现NaOH改性、KH570改性和NaOH+KH570复合改性3种改性方式均可通过提升橡胶颗粒表面粗糙度和亲水性,并改善橡胶颗粒-胶凝材料基体界面粘结性能,进而提升UHPC材料各项性能;NaOH+KH570复合改性效果最佳。     

带正电颗粒电凝并的显微可视化研究

利用高速摄像结合显微可视化技术,在一个截面积为10mm×25mm的矩形流道中,对以焚香颗粒为代表的细颗粒物相对于玻璃大颗粒的运动特性进行实验研究.通过实验发现,在正直流电场中,玻璃大颗粒和细颗粒物都被荷上了正电荷;当玻璃大颗粒和细颗粒物均不荷电时,细颗粒物相对于玻璃大颗粒主要发生圆球绕流行为;当玻璃大颗粒被荷上正电后,未荷电或荷电量较少的细颗粒物在运动到离玻璃大颗粒较近处,细颗粒物被玻璃大颗粒吸引并发生凝并,荷电量较多的细颗粒物被排斥;通过测量细颗粒物的速度可以发现:细颗粒物在接近玻璃大颗粒的过程中速度先减小,被吸引后速度快速增加.     

紧密堆积理论与表征方法在水泥复合胶凝材料中的应用

水泥复合胶凝材料的堆积密实度将直接影响新拌净浆、砂浆、混凝土的工作性能以及硬化体的强度、耐久性。阐明了固体颗粒紧密堆积理论,比较了水泥复合胶凝材料体系堆积密实度评价方法的特点,从颗粒形状、颗粒粒径以及粒度分布3个方面,阐述了影响水泥复合胶凝材料堆积密实度的关键因素,指出了水泥复合胶凝材料密实填充效应研究存在的问题。     

连续重整装置催化剂提升管磨损失效分析

连续重整装置中催化剂颗粒对提升管产生严重磨损,影响系统的安全平稳运行。从气固两相流冲刷磨损机理出发,分析影响塑性材料冲刷磨损的主要因素;对颗粒相采用Fluent离散相模型,并求解气相的非稳态Navi-er-Stokes方程,研究催化剂对提升管管壁的冲刷磨损规律,获得相对磨损速率在管壁的分布;结合管道测厚数据,验证计算模型的准确性。结果表明:在提升管第一个弯头背部有三个区域磨损比较严重,主要与催化剂颗粒团聚现象和冲击速率有关。该方法可用于气固两相流管道冲刷磨损预测、管道测厚定点、监控定位和管道结构优化设计。     

操作参数对跳汰床层的影响及颗粒运动特性分析

利用模型跳汰试验装置,使用13 mm粒级不同颜色的橡胶物料模拟精煤与矸石,借助高速动态分析系统,研究操作参数对跳汰床层的影响,并分析颗粒分层过程.试验发现,跳汰周期和风压对跳汰床层的影响最大,得出基于模型跳汰试验装置的最佳操作参数为:跳汰周期1.3 s,进气期16%,排气期22%,膨胀期40%,风压4 kPa.根据高速动态分析仪拍摄的颗粒运动过程,分析跳汰分层过程,发现颗粒的运动符合有强迫振动方程,结合试验数据,对强迫振动方程进行修正.统计发现颗粒按密度分层主要发生在上升末期和下降初期,在这一阶段,跳汰床层松散度较大,颗粒间存在较大空隙,为不同密度颗粒之间交换位置创造了有利条件.随着入料粒度范围的增加,颗粒按密度完成分层所需的时间增加.     

好氧颗粒污泥等温吸附甾体雌激素

为了研究好氧颗粒污泥对甾体雌激素E1、E2、EE2的吸附作用,通过摇瓶试验考察了吸附平衡时间及在不同温度下的等温吸附过程,对该过程进行了Freundlich方程和Langmuir方程拟合分析,并采用SEM观察好氧颗粒污泥结构.实验结果表明,吸附40min后基本达到平衡;吸附量随着温度的升高而减少,在20℃时,E1、E2、EE2最大吸附量分别为60.98、58.82、82.64μg/g;吸附过程符合Freundlich方程和Langmuir方程,其相关系数R2分别为0.93~0.99和0.92~0.99;吸附后好氧颗粒污泥表面及内部均发生了变化.     

颗粒堆积模型在混凝土中的应用

评述颗粒堆积模型的基本理论、发展及其最新应用.对比分析多种颗粒堆积模型间的差异,指出颗粒堆积模型的主要优点、局限性及其在复合颗粒体系材料领域中的应用范围.分析表明,利用颗粒堆积模型优化计算混凝土的堆积密实度,可以降低复合颗粒体系间的空隙体积,使颗粒系统达到最紧密堆积状态,减少混凝土中胶凝材料的用量,实现低胶凝材料用量绿色混凝土优化设计.     

煤泥水中高岭土颗粒表面荷电特性研究

煤泥水中高岭土颗粒表面电负性是其难以沉降的主要原因.采用电泳法研究了pH值、搅拌强度、浸泡时间、阳离子浓度与种类对高岭土颗粒表面Zeta电位的影响规律及不同矿物之间的相互作用.结果表明,搅拌使高岭土颗粒表面Zeta电位增大;Zeta电位随pH值增大和浸泡时间的延长先减小后增大,在pH值约为8及浸泡2d时均达到最小值;不同阳离子改变高岭土颗粒表面Zeta电位能力顺序为Al 3+>Ca2+>Mg2+>Na+;不同矿物颗粒间因互凝作用会增大颗粒表面的Zeta电位;FTIR分析表明,悬浮液中离子在高岭土颗粒表面的吸附及表面Si-O,Al-O及Al-OH基团的变化是其颗粒表面Zeta电位变化的内在原因.     

高浓度颗粒气固两相流动的二阶矩模型的数值模拟

采用动理学方法,用各向异性的M axwell颗粒速度分布函数,建立颗粒相Boltzm ann方程,分别取零次矩、一次矩和二次矩得到颗粒相连续方程、动量方程和二阶矩方程.模拟计算得到上升管内颗粒流场分布和脉动速度分布,与实验结果比较表明:各向异性颗粒动理学能够反映颗粒流动特性,从而能够更全面地认识高颗粒浓度气固两相流动过程.     

不同类型黏土对煤泥水中颗粒分散行为的影响

测定了蒙脱石、高岭石和煤颗粒的表面接触角和ζ电位,根据扩展的Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek(DLVO)理论,计算了含两种黏土煤泥水中颗粒间的相互作用势能,并分析了颗粒分散行为.在沉降试验基础上讨论了颗粒之间的沉降模式.结果表明:试验中高岭石颗粒之间总作用势能为正,煤颗粒之间及其与高岭石颗粒之间总作用势能均为负,含高岭石的煤泥水上清液中仅含少量剩余分散的高岭石颗粒,其余凝聚后沉降.含蒙脱石的煤泥水中,蒙脱石颗粒之间及其与煤颗粒之间总作用势能均为正,蒙脱石颗粒形成网架结构,煤颗粒被"包裹"其中,所以呈整体沉降.     

Power law of particle size distributions in water treatment processes

In this paper,the power law of particle size distributions (PSDs) in conventional water treatment processes is developed. After measuring the particle size distributions of raw-water,settled water and filtered water,a mathematical model between particle diameter and the amount of particles was studied. The value of collision frequency factor β in the PSDs model can be used to represent the collision behavior of particles ,and can be used as foundation exponent to choose suitable coagulation to accelerate particles aggregation. At the same time,the relationship between the value of parameter K and the total particles volume V was deduced. K is defined as particle volume exponent,which can represent the total volume of particles. The degression degree of K shows the removal efficiency of potable water treatment units.     

Monte Carlo simulation for simultaneous particle coagulation and deposition

The phenomena of simultaneous particle coagulation and deposition are of great ubiq- uity and of key importance in nature and various engineering applications, including the precipitation and downfall of rain, ice, snowflakes, fog and hail, the scavenging of fly ashin electrostatic precipitator of power plant, the transplantation of fume in smoke flue of pulverized coal-fired plant, nuclear reactor analysis modeling aerosol’s diffusion and deposition when blasting, the suspension and sedimenta…     

一种评价煤泥颗粒凝聚效果的激光粒度分析方法

为了实现对煤泥颗粒凝聚效果的量化评价,使用了一种激光粒度分析的方法.通过激光粒度分析仪,测试煤泥颗粒在不同转速和不用浓度的Ca2+或Na+溶液中的粒度分布.结果表明:Ca2+比Na+更容易使煤泥颗粒凝聚,Ca2+浓度越高,煤泥颗粒越容易凝聚.在转速为1 000rpm和Ca2+浓度大于5mmol/L时,颗粒的凝聚效果最好,d90可达到700μm以上.根据煤泥颗粒粒度分布的d10,d50和d90的大小,可实现对颗粒凝聚效果的量化分析.     

Numerical Simulation on Failure Process in Brittle and Heterogeneous Matrix Filled with Randomly Distributed Particles

1Introduction Compositematerialswithceramicorcarbonicorglassmatrixarenowwidelyappliedinengineering,forthey havemanyadvantagessuchashighstrength,highstiff ness,goodendurancetohightemperatureandcorrosionandetc.However,themostcriticalconstraintoftheap plicationofthesematerialsistheirbrittleness.Theap proacheshowtostrengthenandtoughentheabovemen tionedcompositematerialare,therefore,ahottopicin recentstudy.Thegeometricaldistributionofparticlesincompos itesisgenerallynon uniform.However,inmeso mech…     

水煤浆燃烧可吸入颗粒物分布及排放规律

采用冲击式尘粒分级仪对水煤浆锅炉电除尘器前后的细灰粒径分布进行研究.发现除尘器前细灰粒径分布基本上完全符合对数正态分布,相关系数大于0.999;而除尘器后粒径分布更接近罗辛 拉姆勒分布,相关系数约为0.989.由于电除尘器对粗颗粒的除尘效率高于对细颗粒的除尘效率,导致除尘器后PM1、PM2.5和PM10的质量分数均有很大幅度的提高.烟气中细颗粒的质量分数与锅炉负荷有关,负荷降低将导致烟气中细颗粒的质量分数增大.水煤浆锅炉由于燃料中存在的水分,以及燃烧时雾化和结团的影响,PM2.5和PM10的质量分数低于一般煤粉炉     

The event-driven constant volume method for particle coagulation dynamics

Monte Carlo (MC) method, which tracks small numbers of the dispersed simulation particles and then describes the dynamic evolution of large numbers of real particles, constitutes an important class of methods for the numerical solution of population balance modeling. Particle coagulation dynamics is a complex task for MC. Event-driven MC exhibits higher accuracy and efficiency than time-driven MC on the whole. However, these available event-driven MCs track the “equally weighted simulation particle population” and maintain the number of simulated particles within bounds at the cost of “regulating” computational domain, which results in some constraints and drawbacks. This study designed the procedure of “differently weighted fictitious particle population” and the corresponding coagulation rule for differently weighted fictitious particles. And then, a new event-driven MC method was promoted to describe the coagulation dynamics between differently weighted fictitious particles, where “constant number scheme” and “stepwise constant number scheme” were developed to maintain the number of fictitious particles within bounds as well as the constant computational domain. The MC is named event-driven constant volume (EDCV) method. The quantitative comparison among several popular MCs shows that the EDCV method has the advantages of computational precision and computational efficiency over other available MCs. Supported by the National Basic Research Program of China (“973” Project) (Grant No. 2006CB705800), the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 20606015) and the Fok Ying Tong Education Foundation (Grant No. 114017)     

水平气力输送系统中颗粒波状流的模拟

对用于两相流计算的硬球模型进行简化，模拟了水平气力输送系统中颗粒波的动态流型。模型中，气体状态由两相耦合的Navier—Stokes方程描述，颗粒运动通过单颗粒的运动轨迹描述。并且，颗粒的碰撞运动由冲量守恒原理控制，颗粒的悬浮运动由力平衡方程决定，相间耦合作用依据牛顿第三定律处理。模拟结果从介观层次呈现了水平气力输送系统中与实验特征吻合的颗粒波状流，说明了颗粒波的传播速度取决于气体速度，它并不敏感地依赖于系统中的存料量及物料密度。     

粒子图像速度粒度同场测量基础与实验验证

从米氏散射理论(Mie scattering)出发,在粒子图像测速法硬件系统结构模型和电荷耦合器件光电转换一般特性基础上,推导出了真实球形粒子在数字相机上所成粒子像各像素点灰度总和的理论计算式。为验证该理论计算式的正确性,采用不同粒径的4种标准粒子进行实验,考察粒子像点灰度和随粒子曝光时间、照明用激光脉冲光强及真实粒子粒径的变化情况。结果表明:粒子像点灰度和随曝光时间及激光光强的变化呈线性趋势,基本与理论推导结果相一致。相同实验条件下的不同粒径标准粒子所成像点灰度和比值均在粒子粒径平方比附近,符合理论结果。