微孔发泡注塑成型制品表面粗糙度与表面气泡破裂形变行为的关系

基于泰勒泡孔形变理论,结合微孔发泡注塑成型工艺,分析了微孔发泡注塑成型过程中气泡的形变及临界破裂条件,并以聚丙烯和氮气为研究对象,设计微孔发泡注塑成型正交实验,对临界破裂泡孔尺寸与表面粗糙度之间的关系进行了分析.结果表明,临界破裂泡孔尺寸与表面粗糙度在同一数量级并呈正相关关系,因此可以通过调节工艺控制临界破裂条件的泡孔尺寸,达到降低表面粗糙度的目的.     

快速热循环注塑成型技术及其数值模拟研究进展

综述快速热循环注塑成型(rapid heat cycle molding,RHCM)的基本原理和技术特点,归纳电阻加热、对流加热、电磁感应加热和辐射加热等模具型腔加热方法的特点,分析RHCM模具结构的设计方法和加工技术,介绍RHCM工艺参数优化控制的研究现状,概括RHCM快速加热、熔体充填流动及塑件质量分析的数值模拟技术;提出应进一步开发高效和经济的模具型腔加热技术,探索复杂3维塑料制品RHCM注塑模具结构设计和加工方法,优化成型工艺参数,研究快速变模温环境下聚合物熔体流动成型的数值模拟技术,将RHCM与气辅、水辅成型和微孔发泡注塑等技术相结合,拓展其应用领域,推动快速热循环绿色注塑技术的产业化进程。     

管式微孔介质气泡发生器中气泡粒径分布的实验研究

为给高效气浮净化处理或气液传质过程的工程化设计研发提供硬件设备和基础性数据支撑,设计研发了基于微孔介质发泡机理处理量为2m3/h的微细气泡发生器,并首次在国内采用美国Microtrac公司S3500型激光粒度仪成功实现了微细气泡粒径的在线带压测量,系统讨论了液流流量、注气压差和注气比3个操作参数对管式微孔介质气泡发生器中气泡粒径分布特性的影响.实验结果表明:随着液流流量的增加,微细气泡平均粒径逐渐降低,二者之间呈现一种近似直线关系;随着注气压差的增加,微细气泡平均粒径先急剧减小后基本保持不变;随着注气比的增加,微细气泡相互聚并现象加剧导致粒径呈现指数形式增长.     

气辅注塑成型过程中气体穿透长度的MPI三维数值模拟及实验研究

气辅注塑成型控制参数多,成型难度大;到目前为止,对气辅注塑特性,特别是气体穿透长度的影响规律的研究尚未成熟。以一个具有典型气辅形状特点的制品为研究对象,设计制造了气辅模具;与此同时,还借助CAE模拟软件Moldflow中的三维气辅分析模块,采用实验研究和数值模拟相结合的方法,研究了6个单工艺参数对气体辅助注塑成型过程中气体穿透长度的影响规律。     

注塑模腔塑料熔体流场流动路径分析

提出一种新的确定注塑成型充模阶段塑料熔体前沿位置的当量距离法 ;并按照流动路径与熔体前沿尽可能正交的原则将模具型腔划分为由浇口起始的若干条流动路径 ,将各条流动路径与不同时刻熔体前沿交织而成的网格用于注塑成型过程的数值模拟计算 ,完成了对注塑制品收缩率的预测     

注气对低压自然循环回路中流动闪蒸的影响

为了提高自然循环系统流量、增加系统稳定性,深入了解注气对流动闪蒸现象的影响,以水和空气为介质,研究注气条件下低压自然循环流动闪蒸过程循环流量变化、温度变化及上升段流型演变过程。描述了不同注气方式(直接注气、多孔介质注气)及注气量对流动闪蒸过程的影响。研究发现,上升段内流型及流型演变与注气量大小密切相关。另外,注气可以有效提升系统流量,并且抑制自然循环系统的流动不稳定。给出了不同注气量下上升段内流体温度变化趋势,发现直接注气对自然循环流量的提升效果更明显,相比多孔介质注气方式,在相同注气量下,系统循环流量提高约5%～10%。     

注塑模腔塑料熔体流场流动路戏分析

提出一种新的确定注塑成型充模阶段塑料熔体前沿位置的当量距离法；并按照流动路径与熔体前沿尽可能正交的原则将幕人型腔划分为由浇口起始的若干条流动路径，将各条流动路径与不同时刻熔体前沿交职而成的网格用于注塑成型过程的数值模拟计算，完成了对注塑制品收缩率的预测。     

桑拿凳注塑模具成型优化研究

文章以桑拿凳为实例,基于流变学、力学和传热学相关理论,设计了桑拿凳注塑模的模腔、浇注系统、排气系统、脱模机构、冷却系统、模架等模具结构;对桑拿凳注塑成型过程进行了成型窗口、充填、保压、冷却和翘曲分析,获得了冷却效果最佳的冷却水温度和流速组合值;分析了不同恒压保压曲线对产品注塑成型质量的影响;采用Taguchi正交试验法研究了工艺参数对制品质量的影响,将信号噪声比作为衡量因素重要性的标准,通过均值分析和变量分析方法得到了最佳成型工艺参数;并结合数值模拟和现场试验,验证了最佳注塑模具成型工艺参数的正确性。     

柴东石炭系页岩微观孔隙结构与页岩气等温吸附研究

基于柴达木盆地东部石炭系泥页岩的孔隙结构分析,结合甲烷和二氧化碳在泥页岩中的高压等温吸附实验,对超临界条件下页岩气等温吸附特征进行研究,探讨页岩气的吸附机制。结果表明:柴达木盆地东部石炭系泥页岩具有多尺度孔隙结构,微孔比较发育,微孔比表面积对BET比表面积有较大的贡献;甲烷Langmuir吸附量随微孔比表面积或微孔体积的增加而增加,两者呈正相关性,同时受到微孔大小分布的影响;在超临界条件下,简单的Langmuir方程可近似拟合甲烷吸附的实验数据,而修改的微孔充填(Dubinin Radushkevich,D-R+K)超临界吸附模型对甲烷和二氧化碳吸附数据的拟合效果最好;吸附气可能主要以微孔充填的方式存在,而微孔为吸附气的主要储集空间。     

多途径调控聚乳酸发泡研究进展

超临界流体具有类似气体的扩散性及液体的溶解能力,同时兼具低黏度、低表面张力的特性.二氧化碳没有毒性,临界温度低、价格便宜,因而借助超临界二氧化碳进行高分子材料的成型加工成为近年来的研究热点,尤其是将超临界二氧化碳用于聚合物发泡.聚乳酸作为一种典型的可降解高分子材料,其结构调控以及相关的加工技术引起研究者的普遍关注.本研...     

微孔硅橡胶的超临界流体法制备及其机械性能

采用超临界二氧化碳法制备了微孔硅橡胶材料,探讨了预硫化时间、发泡压力对微孔硅橡胶结构形态的影响,得到实验范围内的最佳发泡工艺参数,同时对获得的硅橡胶泡沫进行了力学性能表征。结果表明:预硫化时间12min、发泡压力为14 MPa时可制得泡孔密度为3.58×10~9个/cm~3、平均孔径为5.6μm的闭孔硅橡胶泡沫材料,其压缩永久变形为3.3%,拉伸强度达到3.18 MPa。     

注气驱油藏新型气驱特征曲线推导及应用

针对传统气驱特征曲线未能有效描述地层中实际渗流的流体（注入气）和被驱替原油的关系,在分析油藏注气开发驱替过程基础上,分别描述了混相驱和非混相驱油气渗流特征。基于稳定渗流理论,推导出了地层中实际渗流流体（注入气）和被驱替原油的关系式,即累积注气量累积产油半对数关系,命名为新型气驱特征曲线,分析了该曲线的适用条件。应用实例,研究了注采井网和驱替机理变化对气驱曲线形态特征的影响。在已知注气量的条件下,利用该曲线可实现长期及阶段产量预测,且在注气开发较早阶段便可应用。     

模拟气固流化系统的数值方法

针对气固两相流动的基本特征,采用流体连续、颗粒离散的处理方法,把受流体作用的颗粒运动过程分解为受颗粒冲力支配的碰撞运动及受流体曳力控制的悬浮运动,从而建立了模拟气固流化系统的数值方法．该方法能够真实地模拟气固流化床中的基本流动结构 鼓泡形成、多气泡行为、节涌现象及团聚物的动态变化．研究结果表明：与模拟气固流化系统已有的数值方法相比,本文的数值方法具有模拟真实、通用性强的优点．     

纳米SiO2对聚丙烯微孔发泡行为的影响研究

通过二次开模注塑成型法制备了聚丙烯／纳米SiO2复合材料的微孔发泡塑料。研究了SiO2对微孔发泡材料的泡孔结构和力学性能的影响。用扫描电镜对发泡样品的泡孔结构进行了表征。结果表明：在聚丙烯中加入纳米SiO2可以使泡孔直径减小、泡孔密度增加；但对发泡材料与未发泡材料的力学性能改变不大。     

超临界压力流体在多孔介质内对流换热研究进展

超临界压力流体在多孔介质内的流动换热问题在动力工程、化学工程、航天航空等领域的应用非常广泛,它是超临界CO_2气冷堆、太阳能热发电系统、超临界压力流体对高温壁面的发汗冷却等工程设计优化的理论基础。分别从实验研究和数值模拟两个方面,详细阐述了多孔介质内超临界压力流体流动换热的研究进展,指出了准临界温度附近强烈物性变化、多孔结构迂曲流动通道、浮升力等因素对换热通道局部对流换热性能的影响规律是深入研究的关键问题。另外由于高温高压实验难度大、数据处理方法较复杂,多孔介质内超临界压力流体与固体骨架之间的内部对流换热系数实验研究非常少,致使局部非热平衡模型在多孔介质内超临界压力流体流动换热数值模拟的应用受到限制,因此同时加强超临界压力流体在多孔介质内流动传热的局部对流换热性能和内部对流换热性能研究,对于多孔介质结构传热性能评价和工业应用关键设备的设计优化具有指导意义。     

PTFE原位成纤对PP/MWCNTs/PTFE复合材料发泡性能和力学性能的影响

采用共混造粒和微孔发泡注塑成型工艺,制备了聚四氟乙烯(PTFE)原位成纤增强的聚丙烯/多壁碳纳米管/聚四氟乙烯(PP/MWCNTs/PTFE)微孔复合材料,并对其结晶、流变、微孔发泡和力学性能进行了测试和表征。结果表明：与不加PTFE的PP/MWCNTs复合材料相比,PTFE的加入可以提高PP/MWCNTs/PTFE复合材料的结晶度,增大储能模量,降低损耗因子;PTFE的加入可以改善PP/MWCNTs/PTFE复合材料的泡孔结构,使泡孔密度增大,泡孔直径减小;相比PP/MWCNTs复合材料,当PFTE的加入量为1%(质量分数)时,PP/MWCNTs/PTFE复合材料的断裂伸长率提高了67.5%,抗拉强度提高了21.1%,杨氏模量提高了12.5%。     

气体反压化学发泡注塑产品泡孔结构形成与演变过程的实验研究

以标准拉伸样条为研究对象，系统探讨了气体反压工艺中反压压力和作用时间对化学发泡注塑成型过程中熔体发泡行为的影响。根据实验获得的结果，提出了前沿泡孔不破裂的临界反压压力、熔体不发泡的临界反压压力和二次发泡卸压时间，并揭示了气体反压技术对化学发泡注塑过程中熔体发泡行为的影响机理。     

跨/超临界流体大涡模拟状态方程亚格子模型综述

随着高效率、大推力燃烧技术的发展，跨/超临界流体流动的情况在先进动力装置中日益增加。研究跨/超临界流体流动与燃烧具有重要的应用价值。由于真实工况下实验测量成本高、风险大，可得到的实验数据有限，使用大涡模拟(large eddy simulation, LES)可获取详细流场结构和燃烧动力学特性信息。跨/超临界流体流动过程中热物性参数经历非线性剧烈变化，须引入真实气体状态方程并修正现有亚格子尺度建模理论。该文讨论了工程计算中常用的真实气体状态方程及其适用条件，阐述了状态方程亚格子模型的发展思路与历程，总结了4种亚格子密度模型的原理和性能等，并指出了跨/超临界流体流动与LES未来可能的研究方向，为准确快速计算跨/超临界流体问题提供思路，进而支撑新一代先进动力系统的研制与开发。     

工艺温度对超临界CO2发泡PMMA微孔结构的影响

以超临界CO₂为发泡剂,采用升温法和降压法制备PMMA微孔发泡材料,重点考察了发泡温度对所得PMMA微孔结构的影响。研究结果表明：对于升温法,随发泡温度升高,泡孔密度先增大后减小,这是高温下泡孔破裂合并的结果;对于降压法,随发泡温度升高,泡孔密度减小,泡孔尺寸增大,这与CO₂在PMMA中的溶解度随温度升高而降低相关。     

超临界环己烷水平管内水动力学多值性研究

针对高速飞行器内再生主动冷却技术中可能存在的流动不稳定问题,对超临界碳氢化合物的水动力学多值性进行了实验研究。结果表明:超临界流体存在水动力学多值性;提高工作压力或入口温度、降低热流密度、减小加热管长、增加管道内径,均有利于增加水平管内换热系统流动的稳定性,削弱水动力学多值特性。基于实验数据,采用归一化方法总结出了在实验工况范围内可用于预测流动不稳定起始点(onset of flow stability,OFI)的关联式。该关联式只由3个量纲一参数组成,却包含了5个影响OFI的重要参数,计算结果与实验结果之间的误差在10%以内。