单向冻结条件下兰州地区黄土的温度场变化规律

为研究不同含水率黄土在单向冻结融化过程中温度场的变化规律,选取兰州地区黄土进行了封闭系统下的单向冻结融化试验。研究了在单向冻结过程中土体温度的变化规律,给出了土体温度的变化曲线。研究结果表明:土体的降温过程分为三个阶段,降温冻结初期各深度处土体温度的下降速率较快；土体温度下降至-0.4℃时降温曲线出现转折点,土层各深度降温曲线出现近乎平行于横坐标的平稳段；冻结后期各深度处土体的温度下降速率相对较慢。对比分析了模型试验中不同深度处各点温度的实测值与数值模拟值,结果表明:数值模拟的各点温度曲线与实测温度曲线变化规律基本一致,冻结阶段模拟的降温速度稍大于实测降温速度,融化阶段则相反。研究结果可为冻土地区工程建设提供参考。     

单向冻结条件下根河黏土水热特征试验研究

为研究内蒙古东北根河地区地基土体的水热特征,对根河饱和黏土在-5℃、-10℃和-15℃三种环境负温下开展了单向冻结试验,得到试样在不同深度处的温度分布规律和变化过程及冻结前后试样中的水分变化规律。结果表明:单向冻结过程中土体的平均降温速率随深度的增加线性减小,且环境温度越高降温速率越慢;冻结过程中过冷现象的出现与降温速率相关,降温速率越低出现过冷阶段的几率越大;土体自由水冻结阶段的持续时间主要受各层土样的降温速率和含水率的影响,随深度的增加而减小,-5℃环境温度下其持续时间在深度20mm、40mm、60mm处分别约为12min、8min、4min,-10℃环境温度下分别约为8min、4min、2min,在-15℃环境温度环境下也有类似变化,但持续时间均在1min以内,变化幅度不明显;单向冻结后试样中的水分发生重分布,且环境温度对含水率的数值变化影响显著,降温速率越低,冻结前后不同深度处的土层含水率变化越明显,-5℃环境温度下冻结前后含水率沿深度方向平均变化值达到0.240(%/cm)、依次大于-10℃环境温度下的0.070(%/cm)与-15℃环境温度下0.015(%/cm)。     

溶液预冻方式与冰晶粒度分布之间的关系

考虑到在真空冷冻干燥过程中,预冻阶段会通过影响冻结体冰晶粒度的分布最终对干燥过程的速率、能耗以及冻干产品品质产生重大影响,基于CFD软件对溶液在预冻过程中温度场变化的数值模拟结果,计算冻结后冰晶粒度,并研究控制搁板温度恒定、从常温匀速降温以及含养晶过程中恒温降这3种冻结方式对冰晶粒度分布的影响,分别得出各预冻参数(搁板温度、温降速率和养晶时间)与冰晶粒度分布参数(冰晶粒度平均值和标准差)之间的回归关系式,并且进行不确定度分析和显著性检验。研究结果表明:回归关系拟合优度和参数准确度较高,且多项式分布显著性水平达0.98以上,这对冻干曲线的优化有着一定的参考价值。     

液氮超低温冻结对梭子蟹品质的影响

用液氮超低温冻结技术,采用2min降温至-90℃、5min降温至-90℃、2min降温至-70℃三种不同降温速率,将三疣梭子蟹分别冻结至中心温度-25,-35,-45,-55℃;后贮藏在-20,-35,-40℃的条件下,以硫代巴比妥酸(TBA)值、挥发性盐基氮(TVB-N)值、总巯基含量、盐溶性蛋白含量等为指标,比较不同处理对梭子蟹蟹肉的品质影响,为研究液氮超低温冻结技术及梭子蟹最佳品质保持技术提供理论支持。结果表明:随着中心温度的降低和冻结速率的加快,总巯基含量和盐溶性蛋白含量降低趋势均减缓,TBA值和TVB-N值均逐渐降低,中心温度冻结至-25℃的样品的TVB-N值为15.85mg/100g,而冻结至-55℃的样品仅12.99mg/100g;-35℃贮藏条件下样品的TVB-N值和TBA值都比-20℃和-40℃贮藏的样品低。研究可知,2min柜内降温至-90℃,中心温度-55℃,-35℃冷库贮藏,比较有利于梭子蟹液氮冻结贮藏。     

冻结方式对预冻甘露醇冰晶粒度分布的影响

基于真空冷冻干燥过程中冰晶粒度的分布对干燥过程以及冻干产品的品质具有重大影响,为此,模拟研究搁板温度恒定、从常温匀速降温以及含养晶过程的恒温降这3种冻结方式对冰晶粒度分布的影响。研究结果表明:搁板恒定低温和匀速降温条件下西林瓶的高度方向呈中间大两端小;当各冻结方式中温度条件变化时,搁板温度越低,则冰晶粒度越细密、越均匀;而且较大的降温速率也会产生细密且分布均匀的冰晶。当取恒定温降的最终温度等于恒定搁板温度时,恒定温降条件下的冰晶粒度比恒定搁板温度条件下的粒度平均值更大,但前者产生的冰晶粒度分布更均匀;若在恒定温降条件中加入养晶过程,则冰晶平均粒度会增加,且可通过调节养晶时间调控分布的均匀度。     

冻结过程中肾细胞体积变化的实验研究与数值计算

以肾细胞为研究对象,采用低温显微系统研究了不同降温速率时细胞的脱水传质过程,观察了冻结过程中细胞体积的变化;同时,采用差示扫描量热仪(DSC)测定了肾细胞冻结过程中的放热量,通过理论模型计算出细胞冻结过程中的体积变化.由低温显微镜直接观察和DSC方法获得了相似的细胞体积和体积变化趋势.最后,针对不同的降温速率,根据细胞水分渗透模型计算出细胞膜水分的渗透系数和表观渗透活化能.这些参数的获得为优化细胞的保存条件提供了理论依据.     

严寒地区地铁联络通道冻结法施工监测分析

基于哈尔滨地铁某站的联络通道冻结施工法,对土体温度场进行研究,介绍运用冻结法进行土体加固时温度场的变化规律.运用冻结法对联络隧道四周土体加固时,盐水降温初期土体的温度下降较快,由于土体中水分的潜热影响,0℃附近降温过程会经历一个平台期,温度降至0℃以下,土体温度继续下降,相对于盐水降温初期降温速率变慢.计算出冻结过程中的所需冷量,可为今后类似工程提供参考.     

盾构对接新型冻结装置地层加固温度场的演变规律

针对埋深大且距离长的盾构对接工况,采用人工地层冻结技术来进行加固,并运用有限元软件ADINA模拟了新型盾构对接冻结加固模型,分析了不同降温计划下温度场发展的趋势及演变规律,探究了结合环形刀盘的新型冻结装置的较佳降温计划和刀盘冻结的范围.结果表明：此新型冻结装置距冻结源越近,则其冻结效果越好;在两冻结装置联合作用下,当刀盘外圈取1 m冻结和采用降温计划5时,该方案的效果最佳并且较经济,此时保护帷幕恰好厚为1.60 m.此研究将丰富和改善地下结构工程的筑建技术,对于国内诸多临海城市,尤其是对含水丰富的软土区域的地下空间开发和利用具有实用价值.     

脂质体冷冻干燥及其对药品的包封率

利用差示扫描量热仪(DSC)测量了以葡萄糖、蔗糖、甘露醇、海藻糖作为保护剂的脂质体悬浮液的玻璃化转变温度Tg，研究了冷冻干燥工艺对脂质体质量的影响，并讨论了上述保护剂对脂质体在冷冻干燥过程中的保护效果，结果表明：以海藻糖作为保护剂的脂质体的玻璃化转变温度Tg最高为-30．4℃，而以葡萄糖作为保护剂的取最低为-39℃；在冻结和冷冻干燥过程中，以海藻糖作为保护剂的脂质体的粒径变化最小，以葡萄糖为保护剂的脂质体粒径变化最大。还对脂质体包封水溶性药物喃氟啶和脂溶性药物维生素A进行了冻干研究，并利用WATERS高效液相色谱仪测量了冻干后脂质体对药物的包封率。结果显示：以海藻糖为保护剂的脂质体对药品的包封率较高，泄露少，而以葡萄糖为保护剂的脂质体对药品的包封率较低，泄露多。通过研究得出海藻糖是一种较好的保护剂，并优化了脂质体冷冻干燥工艺。     

扎赉诺尔矿区白垩系地层冻结温度场实测与分析

通过对扎赉诺尔矿区灵东煤矿副井的冻结监测,首次得到了该地白垩系地层在特定条件下的降温数据。分析了不同层位和岩性的冻结温度场发展特征,并依据实测数据推算冻结壁厚度和平均温度。迈出了该地白垩系地层冻结规律研究的第一步,对冻结法凿井在该地的推广应用具有指导意义。