Analysis of electroosmotic flow in a microchannel packed with microspheres

The electroosmotic flow in a microchannel packed with microspheres under both direct and alternating electric fields is analyzed. In the case of the steady DC electroosmosis in a packed microchannel, the so-called capillary model is used, in which it is assumed that a porous medium is equivalent to a series of intertwined tubules. The interstitial tubular velocity is obtained by analytically solving the Navier–Stokes equation and the complete Poisson–Boltzmann equation. Then, using the volume-averaging method, the solution for the electroosmotic flow in a single charged cylindrical tubule is applied to estimate the electroosmosis in the overall porous media by introducing the porosity and tortuosity. Assuming uniform porosity, an exact solution accounting for the electrokinetic wall effect is obtained by solving the modified Brinkman momentum equation. For the electroosmotic flow under alternating electric fields in a cylindrical microchannel packed with microspheres of uniform size, two different conditions regarding the openness of the channel ends are considered. Based on the capillary model, the time-periodic oscillating electroosmotic flow in an open-ended microchannel in response to the application of an alternating electric field is obtained using the Greens function approach to the Navier–Stokes equation. When the two ends of the channel are closed, a backpressure is induced to generate a counter flow, resulting in a new zero flow rate. Such induced backpressure associated with the counter flow in a closed-end microchannel is obtained analytically by solving the transient modified Brinkman momentum equation.     

熔盐电渗法制备代汞Zn-Ce合金电极的可行性研究

在NaCl AlCl3熔盐中 ,于无保护气氛条件下 ,用熔盐电渗法进行了锌表面渗铈 ,并用此技术制备了碱锰电池的代汞锌铈合金电极。实验发现 ,恒电流间歇滴定技术 (GITT)曲线中出现了 9个平台或拐点 ,所对应的电极电势分别为 - 5 1mV ,- 1 3 3mV ,- 1 5 4mV ,- 1 95mV ,- 2 46mV ,- 4 1 0mV ,- 5 2 3mV ,- 841mV ,- 1 1 5 9mV ,结合扫描电镜 (SEM )的能谱分析和相图证明形成了 9种锌铈合金 ;利用极化电阻的测定来检验锌合金在 40 %KOH溶液中的抗腐蚀性能 ,并采用正交试验法得到了最优试验条件 ,用最优试验条件制备的Zn Ce合金与纯锌的腐蚀电阻比较 ,结果表明锌与铈形成了耐蚀性的Zn Ce合金分布于锌的晶界 ,铈是碱锰电池负极的有效添加元素。     

交流电渗微泵流速影响因素的研究

影响交流电渗微泵流速的因素很多,如电极参数、驱动信号参数、溶液的导电率等。通过分析非对称电极交流电渗驱动理论,揭示了交流电渗微泵非对称电极表面流速的计算方法。在分析电极表面流速计算方法的基础上,探讨了以上参数对交流电渗微泵流速的影响规律,这对设计非对称电极交流电渗微泵、驱动信号参数的选择及溶液性质的影响具有指导意义。     

铁、石墨、铜和铝电极的电渗对比试验研究

采用典型的杭州软土,分别在1.58,0.79以及0.53 V/cm的电势梯度下,对铁、石墨、铜和铝电极在电渗过程中的表现进行室内试验研究,从排水量、有效电势、电渗后土体含水量的分布和能耗4个方面对上述4种电极的电渗效果进行分析。结果表明：随着电势梯度的降低,铁、石墨、铜和铝电极电渗效果的差异会逐渐减小;在较高的电势梯度下,铁和石墨电极表现相当,比铜电极要好得多,而在较低的电势梯度下,铁电极的电渗效果优于石墨电极,但二者的表现均略逊于铜电极,铝电极的电渗效果始终是最差的。对比本文与已有研究结果可以得出：较高电势梯度下石墨电极表现较好,而较低电势梯度下石墨电极表现不如铁或铜电极。实际工程中,应针对具体的土壤类型分析其矿物成分或离子组分后再选用最优的电极材料。对于浙江沿海地区软土的电渗加固,建议优先采用铁电极,不推荐采用铝电极。     

多场耦合作用下重金属离子在粘土中的迁移性状试验研究

粘土由于截污能力强、渗透系数小及价格经济等优势,被广泛应用于填埋场衬垫系统中。在渗流场和浓度场综合作用下,粘土衬垫不能完全隔绝污染物的向下扩散。当在土中施加直流电场时,污染物在电渗透和电迁移作用下向相反方向运动。本文根据水和离子在电场、渗流场和浓度场作用下的迁移原理研制了室内动电模拟试验装置,试验研究了多场耦合作用下锌离子在粘土中的迁移性状,并对试验结束后的土样进行了浓度,含水率及pH等测定。结果表明,动电作用可以有效地阻滞锌离子在粘土中的迁移。     

电动力（E-K）法土壤重金属污染修复的研究发展

电动力（E-K）法土壤重金属污染修复是近几十年在欧美发展起来的一种方法。电修复是一种经济的修复技术,具备足够的能力净化被重金属、放射性物质和有机物等污染的土壤。土壤在直流电作用下产生电泳、电渗、电解、离子迁移现象,重金属的迁移和这些现象都有关系,重要的是电解和离子电场下产生的迁移,主要阐述了其原理与方法。     

微通道交流电渗粒子收集位置的确定

为了研究在交变电场作用下,样品中的微观粒子被收集到电极表面固定区域的作用机理,通过聚苯乙烯粒子在微通道内的收集实验,得到了粒子及流体的运动规律;基于交流电场作用机理,对电极表面的电势、通道内的电压、电场分布及流体在通道内的流动过程进行了计算,并用仿真分析进行验证。计算及仿真结果表明,粒子在微电极上的收集位置与实验结果十分吻合,即粒子收集的位置为电极上的固定位置。研究结果为交流电渗粒子收集微通道的设计及相关的粒子收集检测提供了理论与实验基础。     

真空堆载预压联合电渗竖向排水地基非线性固结解析解

基于等应变假设,采用非线性渗透及压缩模型,考虑真空度沿深度线性衰减以及随指数时间增加、附加应力随深度线性减小、有效电压随时间指数衰减特征,推导瞬时加载、单级加载和多级加载方式下的真空堆载预压联合电渗竖向排水地基非线性固结解析解.通过与现有文献中的试验和数值结果对比,验证推导的解析理论的正确性.在此基础上,利用该解对真空...     

电渗析膜技术的应用范例及其效益

本文介绍了电渗析膜技术在烧碱生产和锅炉给水处理中的应用效益及其设备生产厂家。     

用表面电渗法减少煤与外物的切向阻力

分析了煤的含水量及所受的正压力对煤与工作部件切向阻力的影响 ,并应用表面电渗技术减少煤的切向阻力。结果表明 ,煤的含水量与所受的正压力对煤切向阻力的影响有明显的交互作用。当正压力较小时 ,切向阻力随含水量的增加而增加 ;当正压力较大时 ,切向阻力与含水量呈抛物线关系。表面电渗法可有效地减少煤的切向阻力 ,但电极分布对电渗效果有很大影响。当正负极面积比为 1∶3时 ,最佳减阻值为 8 8%。