非均匀多孔介质表面变压过程的分形特征研究

多孔物质的表面结构可以用分形维数D来表征,D与微孔结构存在对应的关系,不同的表面分形维数对应不同的微孔结构．详细讨论了分形维数和微孔结构随压力的变化规律．随着压力的增大,多孔介质表面形成更小的吸附微孔,孔径分布广．表面变得更粗糙,分形维数增大,至到趋于稳定值．分形维数表达表面结构简洁明了．     

多孔介质内孔表面的分形表征

通过对多孔介质全吸附过程的分析.在脱附过程自由能平衡的基础上.结合分形几何理论,推导了利用脱附数据计算多孔介质内孔表面分形维数的脱附分维标度关系式.实验及计算结果表明该标度关系式可靠.数据处理也比较简便.     

分形多孔介质中气体的非稳态扩散

通过引入平均修正系数修正Fick第二扩散定律得到了描述分形多孔介质气体非稳态扩散的理论方程。基于“塞状流”扩散实验法建立了分形多孔介质非稳态扩散实验系统,对3个孔隙结构不同的分形多孔介质样品进行了非稳态扩散实验,通过实验对理论方程进行验证和修正。结果表明,Fick第二扩散定律不适用于分形多孔介质中气体非稳态扩散,分形多孔介质中气体非稳态扩散存在一定规律,且多孔介质孔隙结构不同其扩散规律不同。     

在多孔介质内气体扩散的分形表征

将多孔介质内孔抽象为分形曲线,并以该曲线的维数作为多孔介质的结构参数—谱维数d,藉此建立了气体在介质内的扩散通量计算式,并给出了测量分形结构码尺的计算方程和多孔介质谱维数的测定方法.由双组分气体在Ni/r- Al_2O_3催化剂上的扩散实验数据,计算出该催化剂的谱维数d=1.10.     

分形多孔介质传热传质过程的格子Boltzmann模拟

针对自然界中实际多孔介质具有的分形特性和随机性,利用中点替代算法和二值化处理构造统计上具有分形特性的随机多孔介质。分析了所构造的多孔介质盒维数与Hurst指数之间的关系。基于随机分形构造的原理,对二维实际多孔介质图像进行了重构。利用两点相关函数,分析了重构图像的结构相关性,并与实际目标多孔介质的结构特征进行比较。在与解析解对比验证的基础上,将基于二元混合理论的格子Boltzmann模型(LBM)用于模拟多孔介质内流体扩散过程。通过计算不同分形特性的二维多孔介质的有效扩散系数,研究了重构多孔介质的分形维数与有效扩散系数的关系。利用热耦合LBM模型计算多孔介质内传热过程,分析了不同的分形特性对多孔介质蓄热过程的影响。     

分形多孔介质传热传质过程的格子Boltzmann模拟

针对自然界中实际多孔介质具有的分形特性和随机性,利用中点替代算法和二值化处理构造统计上具有分形特性的随机多孔介质。分析了所构造的多孔介质盒维数与Hurst指数之间的关系。基于随机分形构造的原理,对二维实际多孔介质图像进行了重构。利用两点相关函数,分析了重构图像的结构相关性, 并与实际目标多孔介质的结构特征进行比较。在与解析解对比验证的基础上,将基于二元混合理论的格子Boltzmann模型（LBM）用于模拟多孔介质内流体扩散过程。通过计算不同分形特性的二维多孔介质的有效扩散系数,研究了重构多孔介质的分形维数与有效扩散系数的关系。利用热耦合LBM模型计算多孔介质内传热过程,分析了不同的分形特性对多孔介质蓄热过程的影响。     

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。     

分形多孔介质的孔隙特性对气体扩散的影响

采用随机行走方法建立了分形多孔介质生成模型,生成的颗粒在形貌上与真实多孔颗粒接近,且能够反映其固有分形特征。在此模型基础上,根据经典分子动理论建立扩散控制方程,对气体在多孔介质中的扩散进行数值模拟。分析了比表面积、平均孔径、孔隙率等孔隙特性参数对扩散的影响,获得了分形多孔介质中气体扩散系数与平均孔径的函数关系。结果表明,扩散系数随平均孔径的增大以幂函数形式增大,相应的指数表征扩散系数对平均孔径的敏感度,其值随孔隙率的增大呈线性减小。     

基于分形理论的纳米颗粒多孔介质真空导热特性

采用分形理论,描述了纳米颗粒多孔介质材料的微尺度空间结构,建立了分形等效单元体模型,分析了影响其真空下有效热导率关键因素为固体基质热导率、填充率、分形维数、分形直径、残余气体压力及热导率等,并导出了气相、固相热传导计算公式和热辐射等效热导率计算公式及多孔介质材料总有效热导率计算公式。研究表明,纳米颗粒有效热导率随着分形直径、残余气体压力的增大而增大,并给出了纳米颗粒多孔介质材料作为真空材料的最佳直径。同时,模型计算值与实验测量值比较,具有较好的一致性。该理论分析方法对新型真空绝热材料的研制和绝热性能的提高具有实用价值。     

多孔介质中的分数扩散方程

多孔介质复杂的几何结构可看作是随机分形。分形空间中的扩散与欧几里德空间中的扩散不同,为反常扩散,扩散方程不能用普通微分方程准确描述,需用分数微分方程。从微观和宏观相结合的角度讨论了三个比较有影响的分形介质中的扩散方程。     

陶瓷抛光废料对多孔陶瓷轻质砖性能及结构影响的研究

以建筑陶瓷抛光废料为主要原料研制了以石英和莫来石为主晶相的多孔陶瓷轻质砖,并采用XBD、显微镜分析了建筑陶瓷抛光废料掺量对多孔陶瓷轻质砖的晶相、气孔结构和断裂模数的影响。研究结果表明：增加建筑陶瓷抛光废料掺量可提高多孔陶瓷轻质砖的气孔率,但会降低其断裂模数;而加入锻烧Al2O3、不仅可提高建筑陶瓷抛光废料的掺量,而且可促进多孔陶瓷轻质砖中堇青石和刚玉的形成,从而改善其断裂模数等力学性能。     

天然纤维的分形结构和分形结构纤维的开发

根据分形理论对天然纤维进行了解析 ,天然纤维内在的分形自然扭曲是其特有的一种分形结构。今后开发仿、超天然纤维应从研究多层次分形结构纤维开始 ,并提出开发具有区域结构的 PET纤维 ,即 SFY纤维。     

CaCO3／HDPE填充材料结构与性能的研究

用Ianstron 3211型毛细管流变仪、差动扫描式量热计(DSC)、X-广角衍射仪(WAXD)和扫描电镜等手段,对用W-893偶联剂偶联的CaCO_3/HDPE的力学性能、流变性能、结晶行为和特征以及材料的断口形貌进行了研究。结果发现,用W-893偶联的CaCO_3/HDPE材料的冲击强度是HDPE的3.7倍,并对HDPE的晶体特征、结晶行为、流变学特性有明显影响。并用扫描电镜观察到以1250目轻质CaCO_3和重质CaCO_3填充的HDPE的断口形貌分别为带状和絮状结构,带状结构吸收的冲击能不一定比絮状所吸收的高,带状结构是由包覆粒子各向同性的传递能量所引起。     

液相原料制备PTC粉体及其性能研究

本文介绍了一种通过液相原料形式引入以草酸盐共沉淀来制备ＰＴＣ粉体的新方法。即ＢａＴｉＯ３、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｎＯ２、Ｙ２Ｏ３等均采用液相原料引入,然后用草酸进行共沉淀,通过灼烧制得ＰＴＣ粉体。用这种粉体制得的ＰＴＣ陶瓷,其晶粒均匀性和电性能都优于传统固相法制得的ＰＴＣ陶瓷。     

EFFECT OF FLUIDIZING PARTICLE ON DRYING CHARACTERISTICS OF POROUS MATERIAL IN FLUIDIZED BED

The drying characteristics of porous material in fluidized bed were examined theoretically and experimentally. The brick ball was used as the sample and immersed in the fluidized bed. The glass beads were used as the fluidizing particles and the particle diameters were changed. When the pore diameter of sample was relatively large, the fluidizing particles were adhered on the sample surface. In the theoretical analysis, the heat and mass transfers in adhered particle layer were considered. The fluidizing particles were adhered on the sample surface during the earlier period of drying. The sample temperature largely decreased when the mass of adhered particle decreased. The calculated results are in good agreement with experimental data. The diameter of fluidizing particle had a small effect on the drying time. The excess increments in drying gas temperature hardly contributed to shortening the drying time.     

La0.8Sr0.2MnO3多孔阴极材料制备及性能研究

采用凝胶注模工艺,以碳为造孔剂制备了开口气孔率为20％～30％的La0.8Sr0.2MnO3多孔阴极材料。结果表明：随着烧结温度的升高,开口气孔率降低,断裂强度升高。为了保证一定的强度和符合要求的气孔率,合适的烧结条件为1100℃下保温4h。在1100℃烧结的样品开口气孔位于三角晶界,中位孔径约为460 nm;而在1200℃烧结样品内部存在很多闭孔气孔。多孔材料的电导率随着温度的升高而升高,由In(σT)-1／T曲线,可得电导活化能Ea为10．18 kJ／mol。     

不同原料基活性碳纤维的结构及吸附特征研究

采用Ｘ－射线衍射，ＳＥＭ和ＢＥＴ比表面分析仪，探讨了不同原料（聚丙烯脂，聚乙烯醇，粘胶，天然纤维和沥青碳纤维）基活性碳纤维的结构和吸附特征。实验表明，所制备的活性碳纤维都具有大致相同的乱层石墨结构，其微晶参数Ｌｃ，Ｌａ和ｄ值分别为１．０～１．２，３．９～５．０，０．３８～０．４０ｎｍ，微晶尺寸越小，活性碳纤维（ＡＣＦ）的比表面积越大。ＡＣＦｓ的表面形态都不相同且基本保持着原料纤维的形态，ＡＣＦｓ对有机物苯的吸附量与纤维的比表面积成正比，但对Ａｇ~＋的吸附则与比表面积关系不大，此外，吸附还原在ＡＣＦ上的Ａｇ粒形态与ＡＣＦ的表面形态有关，ＮＡＣＦ和ＡＡＣＦ上吸附的Ａｇ粒尺寸小于３００ｎｍ。     

原生QI结构和性质的研究

采用扫描电镜、能谱分析和X射线衍射对武钢煤焦油所含原生QI杂质的结构组成进行了研究，证实了原生QI杂质主要由微米级炭位构成，解释了有机QI和无机QI的来源，为煤焦油净化脱除再生QI杂质处理提供了依据。     

膜材料结构特性对污水深度超滤过程的影响

考察了聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)、醋酸纤维素(CA)、聚丙烯腈(PAN)和聚酰胺(PA)等6种材质超滤膜的膜材料结构特性,分别以二级处理水为原水,研究了不同膜材料性质对污水深度超滤过程的影响.结果表明,在膜过滤过程中最初的通量衰减主要原因是表面污染而发生膜孔堵塞,造成膜孔密度下降,而过滤后期发生孔径窄化是其通量衰减的主要原因.膜的孔径分布越宽、孔形越规则越易发生膜孔堵塞污染,造成膜孔密度下降,其过滤初期通量衰减会越快;膜孔孔形越不规则越易发生膜孔内部污染,造成膜孔孔径窄化,在过滤末期通量衰减较快.