Simulation of the diffusion process in composite porous media by random walks

A new random-walk interpolation scheme was developed to simulate solute transport through composite porous media with different porosities as well as different diffusivities. The significant influences of the abrupt variations of porosity and diffusivity on solute transport were simulated by tracking random walkers through a linear interpolation domain across the heterogeneity interface. The displacements of the random walkers within the interpolation region were obtained explicitly by establishing the equivalence between the Fokker-Planck equation and the advection-dispersion equation. Applications indicate that the random-walk interpolation method can simulate one- and two-dimensional, 2nd-order diffusion processes in composite media without local mass conservation errors. In addition, both the theoretical derivations and the numerical simulations show that the drift and dispersion of particles depend on the type of Markov process selected to reflect the dynamics of random walkers. If the nonlinear Langevin equation is used, the gradient of porosity and the gradient of diffusivity strongly affect the drift displacement of particles. Therefore, random-walking particles driven by the gradient of porosity, the gradient of diffusivity, and the random diffusion, can imitate the transport of solute under only pure diffusion in composite porous media containing abrupt variations of porosity and diffusivity.     

电子束熔化成形与锻造Ti6Al4V合金的腐蚀行为对比研究

本工作采用电化学工作站研究了电子束熔化技术（EBM）成形TC4样品和传统锻造TC4在3.5wt% NaCl溶液中的电化学腐蚀行为. 结果表明EBM成形TC4样品的非平衡微观结构使其与传统锻造的TC4相比,表现出不同的耐腐蚀性. EBM成形TC4样品与锻件TC4相比,EBM成形样品不同平面存在耐蚀性差异,而且EBM水平面大于锻件,EBM垂直面小于锻件. EBM成形TC4样品垂直面出现的腐蚀性能的各向异性主要是β柱状晶导致的. 在腐蚀的过程中,点蚀优先发生在α晶界,因为晶界能量较高,形成多孔的钝化层. 本项工作有助于丰富增材制造制备TC4合金在航空钛合金领域的腐蚀性能研究.     

多孔氧化铝陶瓷内高温流体的流动及传热特性

通过仿真模拟的方法研究了模拟烟气、水蒸气及含尘烟气三类高温流体在多孔氧化铝陶瓷材料内的流动及传热特性。结果表明:随孔隙率增大,流体平均流速加快,流体进出口温降逐渐减小。三类流体中,水蒸气流速最大,在最大孔隙率下其流速达到66.64 m/s;烟气温降最显著,当孔隙率为0.3时,其进出口温差达到最大值85.6 K。随压差的增大,流体流速加快,其中受粉煤灰颗粒影响的含尘烟气流速增幅较小,流速仅从0.23 m/s增至0.93 m/s;另一方面,压差增大导致流体与壁面的热传导减少,模型内流体温降减小。含尘烟气流体扰动较大,当增大孔隙率和压差时,流速呈线性增长;尽管粉煤灰颗粒的存在强化了传热,但流体分子间的相互作用使得含尘烟气温度变化显著。     

多孔介质应力关系方程

Ｔｅｒｚａｇｈｉ方程（σ＝σＧ＋Ｐ）是描述多孔介质应力关系的经典方程,由于方程同时定义了二个不可测量,因而是不实用的;方程没有引入反映多孔介质特性的最重要参数（φ）,因而是不妥当的;鉴于方程存在的问题,本文对其进行了深入的研究,重新建立了多孔介质应力之间的关系方程：σ＝φＰ＋（１－φ）σＧ;由于φ的引入,新方程更全面、更合理地反映了多孔介质固有的力学特性．     

TiO2制备条件对光催化氧化活性的影响

半导体光催化剂,如ＴｉＯ２,在紫外光照射下,生成具有强氧化还原活性的电子和空穴,可使许多有机物降解为ＣＯ２和Ｈ２Ｏ,用于处理工业废水具有成本低,无二次污染等优点,是一种很有应用前景的废水催理方法［１,２］．制备高活性的ＴｉＯ２光催化剂是这种过程在处理...     

水平多孔窗内蒸发现象与制冷效应的二维数值模拟

从连续介质力学的观点出发,建立了描述非饱和多孔介质内部热质传递现象的二维稳态模型.并用此模型对水平多孔窗的传热传质过程进行了数值模拟,得到了不同运行工况下的床内各量的场分布及其蒸发制冷量分布,从而揭示了环境参数与多孔窗内部热质传递及其换热性能之间的内在联系.     

固相反应合成稀土钙钛矿氧化物的研究

采用固相反应方法合成了稀土钙钛矿型氧化物-SmCoO3，并利用XRD和Raman谱对其结构进行了测试，确定了合成单相SmCoO3的条件及反应时间对合成产物的影响。     

方波脉冲电沉积氧化锌薄膜的研究

以0.1mol·dm-3的Zn(NO3)2水溶液为电解质溶液,以99.9%Zn片作阳极,采用方波脉冲电流法在氧化锡铟(ITO)导电玻璃基底上阴极电沉积,得到了透明的ZnO薄膜.采用X射线衍射分析、扫描电镜和荧光光谱技术,测试了薄膜的结构、表面形貌和光学特性.用同样方法在多孔硅衬底上电沉积ZnO薄膜,经过1000℃氧气氛下热处理1h,在紫外光照射下可发射强绿色荧光.     

醋酸对玻璃负载TiO2膜光催化的影响

以钛酸丁酯、乙醇、硝酸为原料,采用溶胶-凝胶法制备玻璃负载型TiO2膜,用醋酸浸渍对其进行表面修饰以增加其光催化活性,用直接耐晒蓝染料模拟废水中难降解的有机污染物.研究结果表明,醋酸浸渍可以增加坡璃负载型TiO2膜光催化活性,当采用0 25mol/L醋酸浸渍玻璃负载型TiO2膜1h,TiO2膜120min内降解率由13 8%提高到42%.     

TiO2薄膜光催化降解二氯乙酸和三氯乙酸水溶液

用常压化学气相沉积法镀TiO2薄膜,以紫外灯为光源,对二氯乙酸和三氯乙酸溶液进行光催化降解,并证实了此过程符合一级反应动力学方程。结果表明:卤代度以及不同的半导体化合物底物均对二氯乙酸和三氯乙酸溶液的降解有影响,卤代度低的二氯乙酸比卤代度高的三氯乙酸降解效果要好;同样条件下半导体的带隙能越低,降解效果越好。