英科学家利用金属制造细胞气泡

据悉,英国科学家用含有金属的巨型分子,成功制造出了类似于细胞的气泡,并赋予它们一些类似生命的特征。研究人员希望诱使这些气泡演变成完全无机的能自我复制的实体,以此证明存在着完全基于金属（无机物）的生命。     

精炼工艺中气泡的行为及其对去氢的影响

本文采用ＫＯＨ溶液－ＣＯ２气体的模型，研究了喷孔、喷嘴、透气砖、ＳＮＩＦ 和 ＡＬＰＵＲ 等吹气精炼液体金属的工艺中，气泡的行为及其对去氢的影响。研究结 果表明：喷孔、喷嘴或透气砖形成的气泡尺寸大、数量少、近乎直线上升、集中分 布，气泡间合泡严重，金属液而搅动剧烈，因此，去氢效率低；ＳＮＩＦ和 ＡＬＰＵＲ旋 转喷嘴形成的气泡尺寸小、数量多、沿螺旋线上升．因此，去氢效率较高，但其仍存在 气泡分布不均、金属液面搅动剧烈等不足。在此基础上，研制出一种具有更高效率的精 炼装置──ＤＩＴ ８６．     

多孔泡沫金属内气泡动力学行为的格子波尔兹曼方法模拟

为了研究多孔泡沫金属骨架对气泡上升运动的影响,基于多孔泡沫金属的骨架结构,建立了多孔泡沫金属内气泡动力学行为的物理模型,并利用格子Boltzmann方法(LBM)模拟孔隙尺度下气-液两相流动.考虑多孔泡沫金属内流体间以及流固间的相互作用力,采用多组分单松弛的Shan-Chen模型,模拟气泡在泡沫金属孔隙结构内的运动形态.对含有泡沫金属以及不含泡沫金属的计算区域内气液两相流的密度场进行了比较.实验结果表明:泡沫金属骨架的存在改变了两相流流场,同时使气泡上升过程中边界受到挤压,从而改变气泡的上升速度;随着重力场的增大,流体区域内有序排列的泡沫金属结构可以加快气泡上升速度.     

液态金属熔体中气泡运动特性数值模拟

为了揭示高温液态金属熔体中气泡运动规律及其彩响因素,应用VOF方法对单个气泡在液态金属中的运动特性进行了数值计算,得到了与实验数据相符合的气泡变形及上升速度规律;分析预测了表面张力对气泡变形过程的影响及单个气泡在液态铝熔体中的运动轨迹．结果表明,气泡的变形随着奥托斯数的减小而减小;其运动规律是呈螺旋式上升的,容器半径越小、气泡越小,气泡的摆动幅度越大．     

气泡行为对表观传质系数的影响

本文采用ＣＯ２吹入并溶解于 ＫＯＨ溶液的模型，模拟研究了液体金属的吹气精 炼工艺中气泡的行为及其对表观传质系数的影响。研究结果表明，气泡行为随喷孔雷 诺数而变化；表观传质系数主要取决于喷孔直径和喷孔雷诺数；增大表观传质系数的 关键在于尽可能减小气泡形成时的尺寸。     

金属气泡与多孔金属

正1970年,国外一架大型运输机失事,百余人死伤。事后,经过鉴定,人们发现造成这次事故的罪魁祸首是飞机金属结构中的几个微小气泡。小小的气泡为什么会导致如此严重的后果?原来,金属中存在气泡,就意味着存在孔洞,好比竹筷子被虫蛀了洞,结构强度降低,受力时有洞的地方很容易崩坏。为了保证安全,人们对飞机上使用的金属零件作出了严格规定,特别是受力结构中的关键零件。因此,所有装配飞机的金属     

金属熔池往复搅拌流场中气泡运动特性数值模拟研究

应用基于体跟踪的VOF方法对金属熔池往复搅拌流场中单个气泡的运动及变形特征进行了数值模拟研究.分析了搅拌流场的往复运动频率、气泡初始尺寸、表面张力以及奥托斯数Eo和莫顿数Mo等因素对气泡运动与变形的影响.数值模拟结果表明,气泡上升轨迹与气泡直径、流场平动频率及Mo有关,气泡直径越大,其螺旋上升趋势越强;在分析范围内,平...     

包内吹惰性气体精炼动力学的研究

包内吹惰性气体精炼熔融金属工艺现已广泛应用，但有关的一些理论问题尚有待探讨。本文描述了在模拟条件下，应用激光测气泡频率的方法；阐明了透气砖孔径、气泡频率与吹气速率间的关系；论证了在试验条件下，脱气效率仅与吹气所生成的气泡总频率有关；在此基础上，作者提出了临界吹气速率概念，即最佳吹气率概念，作为设计和研究吹气精炼工艺的依据，文中还叙述了吹气的搅拌作用的一些结果。作者认为本试验的结果可定性地适用于任何液体金属。而定量地应用尚有待于进一步的试验和研究。     

血清和Pluronic F68对悬浮培养杂交瘤细胞的保护作用

报道了生物反应器中血清和ＰｌｕｒｏｎｉｃＦ６８对杂交瘤细胞的保护作用及其物理机理。实验发现当生物反应器中流体主体Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ湍流涡旋尺度与细胞大小相当或小于细胞时，血清和ＰｌｕｒｏｎｉｃＦ６８未能对细胞提供保护作用。而当气泡是导致细胞破损的主要根源时，它们对细胞的保护作用均十分显著，尤其是ＰｌｕｒｏｎｉｃＦ６８，在其浓度为１ｇ／Ｌ时，完全防止了气泡对细胞的破损作用。通过泡沫分馏实验、热力学分析和表面张力测定，证明它们对细胞的保护作用建立在表面活性基础上。通过改变系统的界面特性阻止细胞在气泡表面的吸附，从而有效地消除气泡对细胞的破损作用。     

液态锂铅合金鼓泡器的气泡行为数值模拟

 液态金属包层的氚燃料循环是实现聚变堆、聚变-裂变混合堆正常运行的核心技术之一。氚燃料循环系统由氚净化、氚提取、氚储存、氚测量、氦/水冷却、氚回收等子系统构成,而液态金属鼓泡器位于包层主回路与氚提取系统之间,具有氚在线监测与氚去除的重要功能,是不可缺少的关键部件。由于氢同位素在液态锂铅中的极低溶解度和液态合金的高温、活泼、物理等特性,鼓泡器的研制十分困难。为完成液态锂铅合金鼓泡器（LLLB）的设计与建造,采用流体力学方法建立了描述气泡直径与粒度分布、气含率特征等动力学行为的代数模型。数值模拟结果表明,床层气含率和稳定气泡粒度分布均不受喷嘴孔径的影响;低气速下气泡破碎远快于气泡的聚并,绝大部分初始气泡直径大于最大稳定直径,其破碎后的直径取决于最大稳定气泡直径的大小;气泡比表面积和传质表面积增大的主要因素是气泡直径分布的变化。     

底吹中间包气泡运动过程的数模研究

采用VOF模型模拟气泡在钢液中的运动过程,根据计算结果研究气泡的运动特性.结果表明,气泡外形由初始时的球形变为心形,而后逐渐变为椭球帽形;不同气量所产生气泡的直径不同,过小气量不能形成有效气幕;吹气量改变时,气泡运动轨迹也相应改变,小气量下上升轨迹呈螺旋状,中等气量呈现S状路径,较大气量时出现直线上升运动;不同位置上的气泡运动特性完全不同,这与钢液流场分布有密切关系.     

转炉泡沫渣气泡分布特点及形成过程

在转炉留渣-双渣工艺脱磷阶段结束倒渣时，分别使用样勺获取倒渣开始时上部泡沫渣，倒渣结束时下部泡沫渣以及倒渣结束后炉内剩余底部泡沫渣，使用宏观及微观的方法分别分析泡沫渣各部位气泡分布特点。结果表明：气泡平均当量直径，上部>下部>底部；孔隙率，上部>下部>底部。转炉泡沫渣的形成过程为：随着大量CO/CO2气泡进入渣中，气泡之间不断碰撞、合并，上部气泡被下部气泡抬挤且由于气泡本身的浮力作用，气泡不断上升，气泡在上升时由于重力作用，气泡之间渣相在重力作用下析液，气泡的拓扑结构不断发生变化，同时气泡之间不断碰撞、合并，最后形成上部气泡直径大且孔隙率高，下部气泡直径小且孔隙率低的泡沫渣。     

金属紧固件包塑方法

本发明金属紧固件的包塑方法为: 1.将尼龙、聚四氟乙烯等塑料加热熔化成液体,然后在液面抽真空,当液面沸腾跳动时,维持真空15～20分钟,以保证消除气泡。 2.对清洗干净的金属紧固件和模具进行预热,预热温度为158～175℃,以避免浇铸时产生气泡。 3.浇铸成型后随即进行2.5～3.5小时的热处理,热处理温度为120℃～150℃,加热方式可以是烘箱,过热蒸气等,以增强塑料与金属的结合力。     

空化气泡发光机理

介绍了单气泡声致发光现象的主要研究进展,总结了理论计算研究结果.通过求解流体力学方程组等比较完全的数值计算,发现空化气泡发光机理就是高温、高压和高密度的气体发光,因气泡达到的温度不同,有时原子或分子线谱贡献占优势,有时连续谱占主导.通过研究单气泡形状不稳定性,发现声压的非球对称微小偏离导致驱动声压上限.     

有限深度液体中气泡的破碎条件

针对球形气泡在有限深度液体内的运动过程，建立了气泡壁初始运动导致气泡破碎的数理模型．该模型综合考虑了流体黏性力、气泡壁初始速度、有限液面高度等因素，是传统R-P方程的一种改进．研究发现气泡临界破碎条件与液体高度、气泡壁初始速度等因素密切相关，随着液体深度的增大，气泡更容易破碎．当液体深度大于气泡半径的100倍以上时，液体深度对气泡破碎临界条件几乎无影响，此时可以近似认为气泡位于无穷深液体中．当气泡壁初始速度为0时，气泡不容易破碎；当气泡具有初始收缩速度时，气泡最容易破碎．通过分析得到了气泡壁初始速度为0时的临界破碎准则预测式，并与其他文献的结果进行了比较．     

相场法模拟吹气法制备泡沫铝过程中的铝液气泡演化过程

针对吹气法制备泡沫金属过程中产生气泡稳定性不易判断问题, 本文利用相场法理论, 引入长程有序化参数作为场变量, 描述并模拟泡沫铝和泡沫铝合金气泡演变过程中的结构尺寸的变化. 通过模拟分析发现, 相场法可以通过场变量简单明了的表征各种复杂的几何图形, 包括气泡的几何形状、 空间分布以及体积分数等, 并且其模拟结果与实验观察结果具有良好的吻合性.     

一种新型的物理功能材料——泡沫铝

1 泡沫铝的结构及性能特点 泡沫铝是一种在铝基体中包含无数个气泡的轻质多孔金属材料,它同时兼有金属和气泡特征,是一种具有广泛应用前景的物理功能材料。1.1 主要结构特点 (1) 孔结构可调。可分为两种情况:一种是具有独立孔洞结构,分散的气泡或空心的颗粒分布在金属基体中(有人称之为海绵铝》;另一种是具     

电解质对溶液中气泡大小的影响

本文利用激光粒径分析仪，研究了在鼓泡塔反应器中电解质溶液对气泡大小的影响。实验结果表明，气泡表面吸附电解质离子后改变了气泡表面的性质，抑制了气泡的聚并，使气泡的平均直径减小。还发现气泡大小与电解质溶液的离子强度有关，而与离子的类型关系不大，并得到气泡直径与离子强度的关联式。     

用废玻璃及废渣生产泡沫玻璃

近年来，泡沫玻璃已用于工业、商业建筑的保温隔热材料。其优点是尺寸稳定，结构强度和使用温度超过了传统保温隔热材料，如有机塑料泡沫、玻璃纤维和矿棉纤维。本文着重介绍利用废玻璃及废渣生产的泡沫玻璃。这种材料的优点如下：（1）以废玻璃、废炉渣为主要原料，并且对气泡进行稳定化处理，使气泡均匀。（2）在750℃－850℃这样较低的温度下，原材料也能完全玻璃化。所以这是一种节能的生产方法。并且烧成时，密度与气泡的温度稳定性高，烧成温度范围宽，不必要进行严格的温度控制。归）限制了水玻璃及无水硅酸钠在配合料中的比例，将原…     

气固流化床中气泡分布的实验研究

用摄像法研究了二维气固流化床的气泡行为，特别是气泡密度的分布规律。开发了针对摄像法研究气泡的数据处理方法，分析比较了布风板、颗粒直径、流化速度、床层高度对气泡分布密度的影响，并与模型计算结果进行了对比，得到气泡分布密度的变化规律。结果表明，气泡分布密度沿床高是不均匀的，存在气泡聚集现象；同一种颗粒在固定床高位置，气泡分布密度随流化速度的变化很小，基本保持稳定。