不同碱含量水泥浆体硬化过程的黏弹性能变化

为研究碱含量对水泥水化初期水化硬化特性的影响,利用光学法微流变测量不同碱含量水泥在硬化过程中的黏弹性变化规律,同时测定不同碱含量水泥浆体流动度的经时变化与凝结时间.结果 表明:光学法微流变能准确表征水泥浆体硬化过程中的黏弹性能变化.水泥浆体的黏弹性在拌水20min内急剧增大,之后增长速率减小,维持在基本稳定的状态.碱含...     

基于ANSYS CFX的三维打印喷头结构优化设计

喷头结构是影响三维打印成形效果的主要因素。通过Pro/e建立了喷头的三维模型,利用ANSYS CFX对其流场进行了有限元分析并优化了结构参数。结果表明,出口直径一定时,入口直径越小,喷头所受到的压力越小,流动性能越好;收敛角在小于90°时,收敛角越小越有利于流体流动,收敛角大于90°时,角度越大阻力小幅度减小;过渡圆弧半径越大,流体流动状态越好。     

大流动度水泥净浆流变模型研究

为研究掺聚羧酸减水剂的新拌水泥基材料流变参数模型,通过RST-SST型旋转式流变仪测定了大流动度水泥净浆的流变曲线,将经验模型与理论模型得到的流变参数进行比对.结果表明:对大流动度水泥净浆,改进Bingham经验模型更加适用.Bingham模型得到的经验粘度值与浆体理论粘度更一致,其粘度参数可用于表征浆体粘度值.改进B...     

不同温度磁化水对水泥净浆流变性能的影响

为明确不同温度磁化水对水泥净浆流变性的影响,用不同温度的磁化水拌制水泥净浆,采用旋转流变仪进行流变性能测试,得到了水泥净浆流变性能变化规律.实验结果表明,温度升高,水泥净浆屈服应力增大,塑性黏度减小.水经过磁化处理,表面张力减小,30℃时减小最多,减小15.74％.相比较于普通水搅拌的水泥浆体,用磁化水搅拌的水泥净浆的屈服应力增大,塑性黏度先增大后减小.磁化组的水泥浆体Zeta电位低于普通组,水化热高于普通组,证明磁化处理使得水泥浆体初期水化更加充分;触变环面积变化规律与塑黏度变化规律一致.     

一种新型3D打印喷头的流固耦合分析

针对FDM热熔性3D打印喷头受孔径和结构限制,容易出现物料供给不通畅和容易堵塞的缺陷,提出了一种新型3D打印喷头。通过三段式结构,实现了在两段锥形截面中间加入过渡面和过渡圆角的方法,实现了打印喷头内部流体的改进。根据热熔性丝材的特性与流场理论,对新型3D打印喷头进行流固耦合分析,发现打印喷头的内部流体流动矢量分布均匀、流动方向一致,而新型打印喷头的变形很小,仅为实体结构尺寸的2. 5%,验证了新型3D打印喷头设计的合理性。     

矿渣对新拌水泥浆体流变性能的影响

通过对掺有矿渣的新拌水泥浆体流变曲线、流变参数、标准稠度需水量和胶砂流动度的测定,研究了矿渣的化学组成、掺加量和细度等对新拌水泥浆体流变性能的影响     

阿基米德螺线式混炼盘混炼效果的数值计算

根据基本假设,建立了阿基米德螺线式混炼盘中熔体流动数学模型和混炼过程的计算模型,并进行了数值计算,分析了混炼盘的螺槽深度、螺槽宽度以及转速对螺槽中熔体的停留时间、剪切速率和剪切应力的影响。     

螺旋芯棒式吹膜模头熔体流动特性的数值模拟

对吹塑薄膜螺旋芯棒式模头内熔体的流动现象进行了三维数值模拟。结果表明,随着螺槽的逐渐消退,螺槽内熔体的速度由入口处的沿螺槽方向流动逐渐变为沿模头轴向流动,而环形间隙内熔体的速度在入口处存在较小的环形分量,随间隙厚度的增加逐渐变为沿轴向流动。沿挤出方向,螺槽中熔体的压力等值线由垂直于螺槽逐渐变为垂直于轴向,环形间隙中熔体的压力等值线由倾斜于轴向逐渐变为垂直于轴向。     

欧拉模型的后混合水射流喷丸喷头内流数值模拟

为研究后混合水射流喷丸喷头内部两相流的运动规律,采用FLUENT软件对其内部液固两相流场进行数值模拟。根据其流动特性,数学模型采用欧拉模型,湍流模型采用标准的k-ε模型,并将固体相看作拟流体,分析喷丸压力和靶距对轴向速度和轴向动压强的影响。结果表明:喷头内的轴向速度和轴向动压强的变化规律是相似的,并且在相同的喷丸条件下,水流场的轴向速度大于弹丸流场的轴向速度,水流场的轴向动压强小于弹丸流场的轴向动压强。当喷丸压力为10MPa、靶距为55 mm时,水流场和弹丸流场在弹丸喷嘴出口处的轴向速度分别为63.3和56.9 m/s,水流场和弹丸流场在弹丸喷嘴出口处的轴向动压强分别为1.97和3.94 MPa。     

地毯压缩松弛和蠕变性能研究

本文研究地毯在压缩时,假设其流变性能的力学模型是由一个弹簧体和三个麦克斯威尔(Maxwell)体并联组成;由地毯的压缩松弛试验证实了该模型的正确性。根据该力学模型,从理论上分析讨论了地毯的压缩松弛性能和压缩蠕变性能。     

木钙-碳酸氢钠复合外加剂对水泥浆体流变性能的影响

主要考察了木质素磺酸钙(CL)-碳酸氢钠(SB)复合外加剂对水泥浆体流变性能的影响.实验结果表明,木质素磺酸钙-碳酸氢钠(CL∶SB＝1∶1.8)不仅具有较强的减水效应,而且使水泥的凝结变成主要由AFt的生成所控制.掺剂水泥浆体的凝结时间缩短,流动度损失增大.     

部分渗透格子玻尔兹曼流动及渗透率模拟计算

致密油储集岩的三维微观结构表征是一个跨越6个以上空间尺度(从纳米到米)的问题,较小尺度可达纳米级。现有的数字岩芯技术,对于该类储集岩的微观结构表征都存在一定的技术限制。因此需要使用数据约束模型(DCM)来对该类样品的微观结构进行表征。该模型可以在CT可解析尺度下预测出每个体素内各组分的体积比例分数,从而获得低于CT可解析尺度的小尺度结构信息。然而现有的格子玻尔兹曼模型难以在由DCM获得的部分孔隙体素中进行流动模拟,所以模拟结果也难以正确反映致密油的渗流特性。针对该问题,在常规的部分反弹格子玻尔兹曼模型中引入了一个定义在体素上的有效渗透系数,使得部分反弹格子玻尔兹曼模型可以对含有部分渗透体素的多孔介质进行流动模拟。文中首先利用数据约束模型(DCM)对砂岩和致密砂岩样品的微观结构进行了表征,得到了各组分在每个体素中的体积比例分数。然后利用得到的体积分数对每个体素的有效渗透系数进行了估计,并利用前面提到的改进模型对各个样品中流体的流动进行了模拟,得到了流体在各个样品中的流动速度分布。最后基于流动速度分布,对各样品的渗透率进行了计算和分析。该方法也适用于其他类型储集岩的流动模拟与分析。     

木钙-碳酸氢钠复合外加剂对水泥浆体流变性能的影响

主要考察了木质素磺酸钙(CL)—碳酸氢钠(SB)复合外加剂对水泥浆体流变性能的影响。实验结果表明,木质素磺酸钙—碳酸氢钠(CL:SB=1:1．8)不仅具有较强的减水效应,而且使水泥的凝结变成主要由AFt的生成所控制。掺剂水泥浆体的凝结时间缩短,流动度损失增大。     

基于CFD-DPM耦合法新型差压密度计中水泥浆液流动特性分析

为了揭示水泥浆液密度检测过程中运动规律,基于欧拉-拉格朗日法建立连续-离散相模型,通过CFD连续模型和DPM离散模型分别求解液相速度分布和固相颗粒运动轨迹,对差压密度计中水泥浆液流速场和颗粒场进行模拟。研究结果表明:在差压密度计测量过程中,水灰比为5:1~3:1的低质量分数浆液沿测量筒中心线和横截面方向均匀分布,水灰比为3:1~0.5:1的高质量分数浆液沿测量筒中心线方向均匀分布,沿横截面方向呈一阶递减梯度分布,常规质量分数水泥浆液在核心测量区域内基本呈稳定流动状态;水灰比为0.5:1~5:1的浆液固相颗粒均匀分布于测量筒内,未出现局部聚集和真空区域。双耦合模型解决了水泥浆液传统模型模拟失真问题,为差压密度计研发过程中水泥浆液流动状态的分析提供了依据。     

环境温度和水化时间对纳米偏高岭土水泥浆流变性的影响

为研究环境温度和水化时间对纳米偏高岭土(NMK)水泥浆流变性的影响，利用流变性方法测量不同环境温度(8～45℃)和水化时间(10～90min)条件下NMK水泥浆流变性的变化规律.同时采用X-射线衍射仪和激光粒度仪分析新拌NMK水泥浆水化特性及絮凝结构.考虑环境温度、水化时间、NMK掺量和水胶比的影响，基于BP神经网络建立了流变参数预测模型.结果表明：水泥与水接触90min内水泥水化缓慢，NMK颗粒特性和絮凝结构是影响新拌水泥浆流变性的主要因素.NMK水泥浆流变特征符合修正Bingham模型，浆体呈现剪切稀化行为；随环境温度(8～45℃)升高，NMK水泥浆表观黏度降低，触变性先增大后减小，且水泥浆触变性在27℃左右达到最大值；环境温度对屈服应力和塑性黏度无显著影响.掺1%～10%NMK水泥浆表观黏度、屈服应力和塑性黏度随水化时间(10～90min)的变化幅度较普通水泥浆小.考虑环境温度、水化时间、NMK掺量等多因素影响的BP神经网络模型所预测流变参数与试验值吻合较好.     

热力羽流的大涡模拟

采用大涡模拟的方法对两无穷大平板间受热形成的羽流进行了数值模拟.控制方程为三维不可压N-S方程组,数值格式采用了高精度的伪谱方法,亚格子模型则采用了TNS模型.首先对槽道流进行了模拟,通过比较大涡模拟和直接数值模拟的结果对此方法进行了验证.随后数值模拟了热力羽流的输运过程,分析讨论了相关的温度场和速度场,并比较了不同Rayleigh数对流动特性的影响.结果表明当Rayleigh数比较大时,热浮力对流动的影响比较大,形成了比较复杂的流动结构.     

螺槽区域上偏微分方程模型的几何变换算法

根据螺槽是一族螺线的集合特点,先建立螺旋直角坐标系,并证明了等截面螺槽区域在螺旋直角坐标系下为柱体区域;再利用数值保角变换,将柱体区域变为长方体区域,使得此类求解区域上的偏微分方程(PDE)模型在区域几何变换后易于数值求解;最后对一个矩形螺槽上的三维Poisson方程边值问题进行了数值计算。结果表明,此算法有效且易用,为研究单螺杆挤出机中三维流体流动提供了易用可行的基础数值方法。     

后混合水射流喷丸喷头内流数值模拟

为研究玻璃珠弹丸在后混合水射流喷丸喷头内的运动轨迹和速度特性,根据液固两相流动的拉格朗日离散相模型,应用FLUENT软件对喷头内液固湍流进行了数值模拟,得到了连续相的轴向速度和轴向动压强,获得了弹丸的运动轨迹和弹丸的轴向速度随行程及时间的变化规律.结果表明,连续相在喷头混合室入口处存在环形回流区,在混合室内呈非对称流动...     

基于细观力学模型水泥浆体弹性力学性质预测

应用细观力学理论及三维微观水化模型,建立了水泥浆体的理想化细观力学模型.在该模型中:首先将水泥浆体中包裹着水化产物的未水化水泥颗粒视为第1层次的等效介质,利用双层夹杂自洽理论求出弹性性质;再将含水的孔洞视为嵌入在第1层次等效介质中的夹杂,利用自洽理论给出水泥浆体的最终弹性性质;最后分析了水泥浆体在不同水灰比情况下弹性性质随水化程度的演化进程.试验结果证明该模型可以较好地预测水泥浆体的弹性力学性质.     

原状超细粉煤灰形态及其水泥浆体的流变性能

对电厂收尘原状粉煤灰(超细灰和I级灰)进行扫描电镜(SEM)和激光粒度测试分析,获得其颗粒形态特征,推荐超细粉煤灰粒径分布测试方法,开展其对粉煤灰-水泥浆体流变性能影响研究.结果表明:超细粉煤灰成规则的球状微珠结构,表面光滑,中位径为1.41μm,比表面积达2 151 m~2/kg,无水乙醇介质湿法+超声制样激光粒度测试与SEM表征符合;随着粉煤灰取代量的增加,I级粉煤灰-水泥浆体流变曲线适用Bingham流变模型,超细粉煤灰-水泥浆体流变曲线先适用Bingham流变模型,在取代量达到60%后宜采用Herschel-Bulkley流变模型;随着粉煤灰取代量的增加,粉煤灰颗粒形态对流变参数的影响显著,且超细粉煤灰对塑性黏度的影响规律与I级粉煤灰相反;超细粉煤灰-水泥浆体的黏度恢复的比例低于I级粉煤灰,利于浆体在拌和或扰动下的流动性改善.