纳米MgO吸附火灾有害气体及炭烟颗粒模拟

建立0.4~3.0nm的MgO吸附烟气中CO、SO2等有害气体及炭烟颗粒的模型,基于分子动力学原理,采用L-J势函数和L-B组合规则,模拟纳米MgO对炭烟颗粒、CO等的吸附、吸收过程。计算量化了控烟过程中的主要技术参数(纳米MgO粒径、比表面积、吸附时间及温度),分析纳米MgO粒径和温度的变化对吸附性能的影响。结果表明,在1 000K温度以下及在0.9nm作用范围内,纳米MgO均可迅速吸附炭烟颗粒及CO等气体,加速炭烟颗粒凝并、沉降过程,降低其在烟气中的浓度。     

基于绕流阻力理论的无粘性土渗透系数的计算

渗透系数是渗流计算所需的一个重要参数。目前对于渗透系数的计算已经有很多计算方法,但是理论方法的计算精度不足。针对已有的理论计算方法,基于圆球绕流阻力理论,对Hagen-Poiseuille定律中水流阻力规律进行了等效处理,推求渗透系数的计算方法。在计算中,毛细管直径的求解推荐采用平均孔径计算。通过与实验结果的对比,本文的理论计算方法具有很高的可信性。土体参数对于本文公式的计算结果影响较大,不均匀系数小于5的土体,可采用本文方法;计算结果对于土体粒径和孔隙率的变化较为敏感,准确测量土体参数是运用该方法的基础条件。本文公式可计算不同温度条件下的渗透系数,并且指出由于实验边界和实验过程的影响可能导致本文公式计算与实验值的偏差。     

随机排列纤维过滤器颗粒捕集特性的数值研究

结合Matlab软件和数值计算前处理软件Gambit中的Journal文件建立了随机排列纤维过滤器模型,利用计算流体动力学(CFD)技术对4种随机排列纤维过滤器内部气-固两相流动特性进行数值研究,并将数值计算值和经典模型及实验关联式进行了比较。结果表明:利用论文提出的建模方法可以得到与实际纤维过滤器相似的模型。过滤器压力损失的数值计算预测值和实验关联式吻合较好,误差均在2%以内。不同结构过滤器收集效率的数值计算结果和理论模型的趋势基本一致,且不同粒径范围的颗粒收集机理也不同。对于小粒径颗粒(dp0.5μm),主要由布朗扩散起作用,dp1.5μm时,惯性碰撞贡献较大,当0.5μm≤dp≤1.5μm时,2种机理作用都较弱。另外,纤维直径和纤维填充密度分布会影响纤维过滤器的过滤性能,论文中,结构1(纤维直径和填充密度沿气流方向减小)的过滤器和结构3(纤维直径和填充密度沿气流方向增加)的收集效率高于结构2(在气流方向上纤维直径减小而填充密度增大)和4(在气流方向上纤维直径增大而填充密度减小),而压力损失则恰恰相反。结构1在大颗粒的收集上好于结构3,对于小颗粒则正好相反。结构4对于所有类型的颗粒的收集都要好于结构2。     

聚羧酸减水剂粉体的吸湿性试验研究

测试了不同聚羧酸减水剂粉体样品在25℃,相对湿度75%条件下的吸湿动力学。比较了母液的侧链聚乙二醇分子质量大小、隔离剂种类、粉体颗粒大小对粉体吸湿率的影响。试验结果表明,提高侧链聚乙二醇分子质量、增大粉体粒径和采用疏水的隔离剂均有利于降低粉体的吸湿速率。     

颗粒形态与异向聚沉速率：混凝形态学的动力学研究之一

从经典混凝理论出发,对高岭土、凹凸棒土、聚苯乙烯乳胶等三种不同形态的胶体体系,进行了大量的聚沉实验。在理论计算与实验结果对比分析的基础上,对颗粒的作用半径与等效半径进行了较为细致的分析,证实了经典混凝理论对球形颗粒聚沉动力学的偏差,并找出形态因素影响异向聚沉反应速率常数的根据。     

百叶窗翅片传热特性的数值模拟

为研究百叶窗翅片空气侧的传热和流动特性,建立了换热器的三维模型并进行数值模拟,通过计算得出传热与阻力特性与实验关联式吻合较好;同时对不同百叶窗倾角和百叶窗间距的模型进行了计算,比较发现倾角为27°的百叶窗翅片的传热最好;翅片间距不同,对应的传热最好的百叶窗间距不同;阻力随着百叶窗倾角和百叶窗间距的增大而增大.计算结果为换热器优化设计提供了依据.     

页岩储层纳米孔气体传输耦合模型新研究

页岩气在纳米孔隙的传输过程中受多种因素影响,包括孔隙尺寸和压力、孔隙壁面粗糙度、孔隙力学反应、吸附-诱导膨胀反应以及权重因子等。因此需要综合考虑以上因素以及吸附气分子在孔隙中所占空间对气体流动影响的条件下,厘清页岩气的不同运移机制(表面扩散、滑脱流、Knudsen扩散和黏性流动)在不同孔隙尺寸和压力下对纳米孔中总气体流量的贡献率。首先,对页岩气的不同运移方式进行了物理描述及数学表征,然后,在考虑孔隙壁面粗糙度、孔隙力学反应、吸附-诱导膨胀反应和权重因子等因素的条件下,建立页岩气在储层纳米孔中的气体传输耦合数学模型,模型可靠性通过格子Boltzmann方法计算结果验证。研究结果表明,当孔径小于10 nm时,纳米孔的总流量主要由表面扩散流量组成,孔径越小,表面扩散流量越大;当孔径为40～250 nm和低压条件下,滑脱流和Knudsen扩散对气体传输影响较大;当孔径大于10μm时,纳米孔的总流量主要为黏性流量。     

纳米孔绝热材料的性能与应用

１国外发展情况纳米孔绝热材料是建立在低密度和超级细孔 (小于５０ｎｍ）结构基础上的 ,其导热系数可低于静止空气的导热系数。在２０世纪４０年代 ,美国ＭＯＮＳＡＮＴＯ公司的ＳａｍｕｅｌＫｉｓｔｌｅｒ将纳米孔结构模型首先在硅气凝胶上变成现实 ,他通过保留ＳｉＯ２ 颗粒在其凝胶状态下的排列结构 ,成功制造了纳米孔型的硅气凝胶。这时的ＳｉＯ２ 链结构构成了无数不大于空气分子自由程的纳米空间 ,气体分子只能在其中与ＳｉＯ２链壁作碰撞而不能向其他气体分子传递热量。在２０世纪７０年代初期 ,ＭＯＮＳＡＮＴＯ公司把这种硅气凝胶…     

多元平行流蒸发器空气侧百叶窗翅片的数值模拟

对多元平行流蒸发器空气侧百叶窗翅片流动和传热进行了数值模拟。得到了不同迎面风速下的空气温度场、压力场、翅片表面局部换热系数。计算得出的空气侧换热系数和压降与实验关联式一致。分析研究了翅片间距和百叶窗角度对空气侧传热和阻力特性的影响,研究结果对多元平行流蒸发器的设计和优化有重要的指导意义。     

多元平行流蒸发器空气侧换热与流动特性模拟

模拟分析了多元平行流蒸发器百叶窗肋片空气侧流动和换热特性,得到了不同百叶窗角度下的压力场和温度场。将数值模拟计算所得的空气侧换热系数和压降与相关文献实验关联式的计算结果进行了比较,验证了数值模拟所采用的模型和方法的可行性。分析了百叶窗间距对空气侧传热和阻力特性的影响,发现存在一个最佳的百叶窗间距,使空气侧换热系数最大。