传统分析式铁谱仪油样输送方式改进

在运用分析式铁谱仪制谱过程中,磨损颗粒易于在容器内沉积,严重影响制谱质量和检测准确度。为此,研究了磨粒在油样内的受力状况,分析了包含大量铁磁性颗粒的磁场空间分布规律,得出了即使经过充分预处理,试管内磨粒沉积现象仍无法消除,造成磁场强度因谱片沉积磨粒的浓度过高而受到异常影响的结论。为了减小磨粒沉积对制作谱片带来的不利影响,保持所检测油样信息的完整度,根据油样内磨粒沉积特点,提出了一项极为简便的改进措施,即在制作过程中通过采用调节输送管高度的方法,确保吸油管总是吸取试管内的上部油液,以防止油样中的大型铁磁颗粒同一时间大量地在谱片中堆积。通过实际制取谱片的比较,结果显示,改进方法后制得的谱片在尽可能保持油样内磨损信息的前提下,入口处磨粒总数减少,而出口处附近小磨粒数量显著增加,磨粒单层沉积与有序沉积情况得到改善,表明新式制谱方式能够有效改善磨粒的沉积效果。     

高梯度静磁场的多通道磨粒检测传感技术研究

针对机械设备磨损在线检测系统存在的大流量和高灵敏度难以同时满足的问题，提出了基于对向布置环形磁铁的多通道磨粒在线检测传感器结构. 通过建立传感器磁特性及铁磁性磨粒磁化的数学模型，推导得到了磨粒通过传感器时磁场扰动的解析解；进而采用仿真与实验的方法验证了传感器结构参数对传感器性能的影响规律. 研究表明，铁磁性球体磨粒通过传感器时，其内部磁感应强度约为背景磁感应强度的3倍，且传感器感应线圈布置于磁铁外边缘比布置于磁铁内边缘时的检测灵敏度高约10.1%；同时，随着磁铁外径及两磁铁轴向间距的增加，传感器输出感应电压呈现先增加后下降的趋势.采用优化后结构参数的传感器可实现直径80 μm铁磁性磨粒的有效检测.     

固体颗粒对强化传递性质的多相气升式反应器流体力学影响

研究了加入机械搅拌和静态混合器后对多相气升式反应器流体力学性能的促进作用,重点考察固体颗粒的直径、固含率(固体质量分数,下同)对液体循环速度、气含率(气体体积分数,下同)等的影响。实验证明,对液体循环速度来说,在多相流中并非通气量、搅拌转速越大越好。对气含率而言,多相气升式反应器不但存在临界颗粒直径和临界固含率,还存在一个临界表观气速,在此气速以下,才能产生气含率随固含率增加而增加的现象。最后对气含率、固含率及能量耗散速率作了关联。     

颗粒速度对电磁式磨粒监测结果一致性的影响机制

随着机械系统复杂程度及运行可靠性要求的逐渐提高，电磁式磨粒在线监测传感器被广泛研究并逐步应用于机械设备磨损状态监测领域.针对润滑油液中金属磨损颗粒运动速度的随机性导致电磁式磨损颗粒检测传感器检测结果一致性差的问题，建立了交变磁场中金属球体磨损颗粒磁特性模型，研究磨损颗粒局部磁感应强度分布规律以及磁能扰动计算方法；同时提出并实验测得了非铁磁性磨损颗粒的磁能损耗系数，进而对传感器输出的颗粒信号进行补偿.实验表明该方法可以消除磨损颗粒运动速度对传感器输出信号幅值的影响，极大地提高传感器对非铁磁性磨损颗粒检测结果的一致性.     

微通道-电感法检测金属磨粒质量分数的可行性实验研究

为研究液压油中铁磁性金属磨粒质量分数与微通道中螺线管线圈电感变化值之间的关系,设计并制造了微通道-电感式检测芯片与系统。实验测出同一磨粒在不同质量分数时电感传感器的数值,获得电感变化值和铁磁性金属磨粒质量分数之间的关系曲线。实验结果表明,随着液压油中铁磁性金属磨粒质量分数的增加,电感值增大;采用微通道-电感检测方法检测液压油中铁磁性金属磨粒的质量分数切实可行。     

清水压裂中支撑剂输送沉降行为的CFD模拟

清水压裂技术具有成本低、对地层伤害小等优点,在页岩气等致密气藏开采中得到广泛应用,压裂过程中的湍流效应、颗粒间及颗粒与壁面的相互作用等是影响支撑剂输送沉降行为的重要因素。针对传统支撑剂沉降计算方法没有考虑流固、固固间双向耦合的缺点,建立了欧拉–欧拉两相流模型研究支撑剂在清水压裂过程中的输运沉降行为,模型考虑了流动的湍流效应、高浓度下颗粒间的摩擦应力,并利用Johnson–Jackson边界条件考虑颗粒与壁面间的作用。利用该模型研究了不同进口速度及位置、砂粒密度等参数条件下平板裂缝中压裂液与支撑剂的两相流流动,模拟结果与实验符合度较高,验证了模型的有效性。同时文中也讨论了这些参数对支撑剂输送沉降规律的影响。     

电感式磨粒在线监测传感器灵敏度提高方法

电感式磨损颗粒在线监测传感器的研究所面临的主要瓶颈是传感器灵敏度与孔径之间存在矛盾,灵敏度较高的传感器一般采用微流道结构(孔径1mm),最大允许流量小;而大孔径的传感器其灵敏度较低.为满足重型机械磨损状态在线监测的需求,研究了大孔径(7mm)的电感式磨粒监测传感器灵敏度提高方法.提出使传感器工作于全谐振状态,其中激励线圈工作于并联谐振状态,感应线圈工作于串联谐振状态,共同增强颗粒引起的传感器输出感应电动势.检测机理上建立了交变磁场中金属颗粒对磁场的扰动模型,考虑了颗粒在交变磁场中的涡流效应,提高了模型的实用性.实验表明谐振原理极大地提高了传感器的灵敏度,实现了直径75μm铁磁性颗粒和220μm非铁磁性颗粒的有效检测,初步满足了重型机械设备初期异常磨损阶段的在线监测需求.     

糖用微涡流重力沉降器中的流体特征流动与颗粒絮凝沉降

介绍了一种在糖厂用于澄清无滤布吸滤机滤汁的波纹斜槽板微涡流重力沉降器.探讨了该沉降器的工作原理,分析了流体在波纹斜槽中的流动情况.在一定的简化条件下,推导了斜槽区水力学特征流动的速度分布表达式.指出对沉降固液分离产生强化作用的特征流动是直立斜槽板上的涡旋流和沿波纹斜槽轴向的二次流,涡旋流与二次流的流速都随主体流速的增大而增大,随斜槽直径的减小而增大.文中还推导出了产生涡旋流?二次流的斜槽结构条件下颗粒的沉降速度.结果表明,颗粒的沉降速度随涡旋流和二次流的加剧而提高,从而证明在新型沉降器中,形成的特征流动对颗粒沉降具有强化作用,这也为该新型沉降器的进一步改进提供了理论依据.     

基于格子玻尔兹曼方法的室内颗粒运动模拟

为了研究颗粒直径和密度对其室内运动和沉积的影响,该文基于格子玻尔兹曼方法的标准k-ε模型对二维室内湍流空气进行数值模拟,使用拉格朗日方法对颗粒运动进行模拟。结果表明,当颗粒密度一定时,底部的颗粒沉积数随颗粒直径的增大而增加,而顶部的颗粒沉积数随颗粒直径的增大而减少。大直径颗粒密度的变化对颗粒的沉积影响较大,密度大的颗粒易在房间底部沉积,密度小的颗粒更易在房间顶部沉积。当直径较小时(0.05μm),颗粒密度的变化对颗粒沉积基本没有影响。     

基于多相流模型的纳米流体在水平细圆管内强制对流换热数值模拟

运用2种多相流模型模拟了纳米流体在细圆管内的强制对流换热特性,并与已有文献的实验值和传统流体经验公式的计算值进行对比.其中,采用混合模型和欧拉模型分析了雷诺数、纳米颗粒体积分数等物理量对换热特性的影响.结果表明:在纳米颗粒体积分数较低时,模拟值与其实验值及经验公式的计算值相差不大;随着纳米颗粒体积分数增加,其非常规的流体特性逐渐突出,当纳米颗粒体积分数达到一定值时,常规的流体经验公式已不再适用,纳米流体换热呈现出一定的多相流特性,且多相流模型的模拟值更接近于其实验值,表明运用多相流模型能够模拟纳米流体的换热特性.     

铁磁颗粒夹杂软基体复合材料的制备和特性分析

目的制备铁磁颗粒夹杂软基体复合材料,研究其磁学特性和力学特性。方法在室温条件下采用自然固化制备得到铁磁颗粒夹杂软基体复合材料。利用多物理场COMSOL有限元分析软件,研究单向磁场和单轴拉伸下颗粒体积分数对各向异性及各向同性的铁磁颗粒夹杂软基体复合材料特性的影响。结果颗粒体积分数对2种复合材料的相对磁导率及杨氏模量影响很大,且相同颗粒体积分数时,各向异性的铁磁颗粒夹杂软基体复合材料受颗粒体积分数影响更大。结论铁磁颗粒夹杂软基体复合材料的有效性能不仅和材料各组分的比例有关,而且和材料各组分的分布形式有很大关系。     

烧结多孔壁面发汗冷却换热的实验研究

为开发有效的热防护技术,分别采用均匀青铜颗粒和不均匀青铜颗粒烧结而成的多孔板作为实验段,对平板发汗冷却进行了实验研究。实验结果表明:发汗冷却能有效地减少壁面和高温流体之间的换热;颗粒直径越小,相同条件下的冷却效果越好,但是需要的压降越大;在相同的压降下,不均匀颗粒多孔板中,直径大的一侧压阻小,相当于增大了注入率,因此壁温下降幅度更大。合适颗粒直径的选择与孔隙率、压降和强度的要求有关。     

带电粒子在喇叭形磁场中的运动分析

将带电粒子在非均匀磁场中的运动看成是在均匀磁场中的回旋。进而描述磁场的非均匀性,具体的分析了仅有散度项、曲率项、梯度项不等于零的磁场。介绍一种常见的喇叭形非均匀磁场,讨论了带电粒子在喇叭形磁场中的螺旋轨道半径、纵向速度分量以及运动的角度与磁场的关系和磁约束原理。目的是加深带电粒子在非均匀磁场中运动的理解。     

气固并流上行流动中颗粒均匀分布的稳定性

对气固并流上行流动中颗粒均匀分布的稳定性进行了分析.以颗粒运动学理论为基础,推导了偏离颗粒均匀分布状态的小扰动方程,并给出在扰动波长和颗粒体积分数为参数的空间上系统稳定的范围.由此发现,在颗粒浓度不太高的情况下,系统对于短波扰动是稳定的,对于长波扰动则是不稳定的.在表观气速较高的情况下,颗粒均匀分布状态几乎对所有扰动波都是不稳定的.当颗粒浓度很低时,只有波长很大的扰动才会使系统失稳,颗粒在某种程度上能保持均匀分布状态.当颗粒粒径小于某一临界值时,随颗粒粒径的增大,颗粒能保持均匀分布的浓度范围将减小;当颗粒粒径大于某一临界值时,随颗粒粒径的增大,颗粒能保持均匀分布的浓度范围将增大.物质密度较低的颗粒能在较大的颗粒浓度范围内保持均匀分布状态.     

双流道污水泵内固相体积分数分布规律

应用CFD软件Fluent对300QW930-15-55双流道式污水泵内部流场进行数值模拟.结果表明,固相颗粒从叶轮进口至出口几乎都聚集于流道中下部,沿流道中线前进,且随着体积分数的增加,这种现象越明显;随着颗粒直径的增大,颗粒体积分数越高、越紧密,亦即高体积分数、大颗粒的固相介质大多数均是从叶轮流道中间通过叶轮,并且对于体积分数分布,颗粒粒径要比颗粒体积分数影响大.这种固相运动规律证明了流道式污水泵输送固液两相流介质具有效率高,抗堵塞、缠绕和耐磨蚀的特点.     

隧道通风管道布置参数对瓦斯运移特性的影响

为了研究通风风管在瓦斯隧道施工通风中对瓦斯扩散的影响,通过CFD数值仿真,建立瓦斯在隧道内的运移模型,详细探究了不同风管直径、风管口距工作面的距离、风管悬挂位置以及风管贴壁间隙四个风管布设参数对隧道风流场及瓦斯分布规律的影响。结果表明,风管直径对于工作面上瓦斯体积分数场具有显著的影响,风管直径减小会导致隧道空间瓦斯体积分数增加,且瓦斯体积分数增加的程度远大于风管直径减小的程度。风管布置在拱肩处更有利于瓦斯的排出和保障隧道安全施工。随着风管出风口距离工作面距离的不断减小,隧道内瓦斯体积分数越低,并且隧道内部空间瓦斯分布越均匀,越不易发生瓦斯的局部积聚现象。风管顶端离隧道拱顶的距离越远,隧道内瓦斯体积分数越高,断面瓦斯分布均匀性也越差。在单因素试验情况下,可以看出风管的最佳组合方式为风管直径为1.8m,风管位置为拱肩,风管出口距工作面的距离为5m,贴壁程度为0.5m。     

经硝酸铁处理的铁氧体微粒的密度测量

铁氧体纳米微粒经硝酸铁处理后,在其表面会生成一层其化学组份、磁性均不同于铁氧体的壳层.被处理微粒的密度不同于未处理微粒,是不均匀的.如果处理后生成的壳层其化学组份被确定,并且微粒在处理后没有相变产生,则根据处理前、后两种微粒的比饱和磁化强度,可估计处理后微粒的平均密度.因此,使用Massart法合成酸性离子磁性液体时,可以准确设计微粒体积分数.     

离子型CoFe_2O_4磁性液体的宏观链径分布

利用Massart法制备了体积分数为0.4%的CoFe2O4磁性液体,在100～800Oe(1Oe=79.5775A/m)均匀磁场中利用光学显微镜分别观察了磁性液体宏观链的形态,测出了宏观链链径的分布.发现磁性液体在磁场100～500Oe内,链径满足双正态分布.提出磁性液体成链是由双因素主导的.利用六角模型,并构造链体系的混合熵,将链体系自由能最小化,得出了两个平均链径与磁场的数值关系.根据计算结果提出,宏观链径显双正态分布时,磁性液体处于两相混合相,随着外磁场增加,磁性液体内本身存在的微小预团聚体作为链核成链方式,逐步变为磁性液体内类"气"的颗粒受磁场"压缩"成链方式,磁性液体微结构也由混合相向六角("固")相转变.     

粒状FeCu纳米颗粒体磁性和磁粘滞性的研究

溶胶法制备了不同粒度的ＦｅＣｕ纳米颗粒体,Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）确定了样品的相组成和颗粒的平均粒度,振动样品磁强计（ＶＳＭ）测量了样品在不同温度下的磁化曲线,磁滞回线,涨落场和有效激活体积．“趋近饱和定律”方法求出了样品的有效磁各向异性常数．利用均匀反磁化模型计算了样品的矫顽力,计算值与测量值基本相符．结果表明,样品的激活体积随颗粒体积的增大而增大,激活体积与颗粒的平均体积的大小基本属于同一数量级,粒状ＦｅＣｕ纳米颗粒的反磁化基本符合均匀反磁化．     

Research on magnetic metallization of bacterial cells

A multidisciplinary approach to the fabrication of biologically based magnetic monomers for biolimited forming is described.Rod-like Bacilli cereus about 0.5μm in diameter and 3-5μm in length,were used as templates on which the ferromagnetic material was deposited by an electroless deposition method.Different electroless plating solutions were compared in detail and CoNiP solution was selected.During the deposition process,both dispersant and mechanical stirring were used to solve the problem of aggregation of bacterial cells so as to obtain a uniform plating layer.The CoNiP film on Bacilli cereus was a mixture of crystalline and non-crystalline in the phase structure and showed a good magnetism.The magnetic metallized bacterial cells could be manipulated with a magnetic field.Parallel arrays of these micro magnetic particles were achieved and they could rotate along with the magnetic field.