金属陶瓷中的颗粒的溶解—析出生长机制动力学

推导出金属陶瓷中颗粒的溶解－析出生长机制动力学公式，由小颗粒的溶解动力学及大颗粒的生长动力两个函式描述金属陶瓷烧结过程中与动力学过程有关的诸因素，包括，元素的扩散系数，颗粒间的浓度梯度，有效扩散面积，颗粒的平均尺寸及颗粒数，动力学公式表明，小颗粒的溶解及大颗粒的长大数率同扩散系数，浓度梯度及有效扩面积成正比，同颗粒的平均尺寸及颗粒数成反比。     

D－380大孔弱碱树脂吸附铼的传质动力学研究

研究Ｄ－３８０大孔弱碱树脂从含铼的硫酸铵溶液中吸附铼的传质动力学．探讨了溶液铼浓度、树脂颗粒半径及温度对铼交换速度的影响；计算了有效扩散系数、表观活化能及活化熵等某些动力学及热力学参数．结果表明，Ｇ．Ｅ．Ｂｏｙｄ粒内扩散方程也适用于大孔树脂，粒内扩散是铼交换过程的唯一控制步骤．     

纳米复合Ti(C,N)基陶瓷烧结晶粒长大的特性

利用材料热力学原理，推导出纳米复合Ti(C，N)基金属陶瓷烧结过程中，晶粒生长速度与大、小颗粒半径之间的关系，并结合实验结果进行了分析．结果表明：纳米复合金属陶瓷在烧结的开始阶段，大晶粒的长大速度呈加速趋势，当大晶粒长大到一定程度时，其长大速度达到最大值，随后，速度逐渐减慢．采用放电等离子烧结、脉冲烧结等方法有可能进一步减小小颗粒的半径．Mo、WC、TiN的加入，抑制了沉淀—析出过程的进行，对晶粒的长大有一定的抑制作用．     

氧化铝上吸附平衡与动力学的分形特性

在实验测定氧化铝吸附氮气的平衡和动力学过程的基础上,由平衡数据得到分形维数,对动力学结果分别用欧氏几何和分形几何的动力学模型进行处理,比较两种方法得到的扩散系数之间的判别。结果表明：粉状氧化铝的分形维数为2．12;采用分形动力学模型得到的扩散系数同欧氏几何扩散模型的结果不同一样,扩散系数不随浓度的变化而改变;而欧氏几何扩散模型中的扩散系数随浓度变化发生改变,且变化符合Darken关系。     

金纳米颗粒烧结的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了不同尺寸Au纳米颗粒在烧结过程中晶型转变及烧结颈长大机制.研究发现纳米颗粒的烧结颈生长主要分为两个阶段:初始烧结颈的快速形成阶段和烧结颈的稳定长大阶段.不同尺寸纳米颗粒烧结过程中烧结颈长大的主要机制不同:当颗粒尺寸为4 nm时,原子迁移主要受晶界(或位错)滑移、表面扩散和黏性流动控制;当尺寸在6nm左右时,原子迁移主要受晶界扩散、表面扩散和黏性流动控制;当颗粒尺寸为9 nm时,原子迁移主要受晶界扩散和表面扩散控制.烧结过程中Au颗粒的fcc结构会向无定形结构转变.此外,小尺寸的纳米颗粒在烧结过程中由于位错或晶界滑移、原子的黏性流动等因素会形成hcp结构.     

小颗粒吸附固定床中液体轴向扩散研究

测定了小颗粒固定床吸附器中的液体轴向扩散系数，提出轴向扩散系数与颗粒大小和流速的关联式，证明了有吸附存在时该关联式仍然适用．说明了小颗粒低流速时轴向扩散对传递过程的影响不可随意忽略，尤其在吸附作用较弱时     

以化学势的观点推导二元固溶体的互扩散系数

关于二元合金互扩散系数的表达式,虽然有过推导,但是在推导过程中都是以扩散组元的浓度梯度为出发点。本文试图以化学势梯度的概念出发。推导二元合金扩散偶的标志移动速度及固溶体中组元的互扩散系数,所得的结果与以浓度梯度为出发点所得的结果是相同的。     

一种应用于地下水油污染修复的传质模型

对空气注射法脱除地下水中油类污染物提出一个溶解动力学和弥散动力学模型.溶解过程考虑了油滴初始半径、分子扩散系数和溶解度等因素;弥散过程则受到空气流速、土壤介质性质和有机物性质的影响,并引入介质中有效扩散系数概念而采用Fick定律形式描述.     

焦化苯中噻吩在改性ZSM-5分子筛上吸附动力学研究

本文系统地研究了用改性 ZSM- 5分子筛吸附脱除焦化苯中噻吩过程动力学 ,测定了池式吸附曲线 ,提出了可以较好地描述苯 -噻吩 - ZSM- 5吸附体系的动力学模型 ,模型中考虑了大孔扩散、表面扩散和吸附 -反应阻力等吸附过程 ,并通过实验数据求得了大孔扩散系数、表面扩散系数和吸附速度常数等吸附动力学参数与温度的关系。在该吸附过程中 ,大孔扩散、表面扩散和吸附反应过程都起着重要作用。     

多尺度分形多孔介质气体有效扩散系数的数学模型

基于毛细管束假设和分形理论,建立了一种计算多孔介质中气体有效扩散系数的数学模型.利用分形几何理论,引入孔隙面积分形维数、孔道迂曲度分形维数以及孔隙连通性等参数定量表征多孔介质中真实的内部结构,构建出多孔介质、多尺度孔隙结构的分形模型,系统地研究了多孔介质中不同尺度孔隙下的气体扩散过程,推导出了分形多孔介质气体有效扩散系数模型,并分析讨论了多孔介质微结构参数对气体有效扩散系数的影响.研究结果表明,气体有效扩散系数随着平面孔隙度的增大而近似呈线性增加,孔隙面积分形维数与气体有效扩散系数呈正相关,而孔道迂曲度分形维数与气体有效扩散系数呈负相关;不同孔隙度情况下,气体有效扩散系数随着孔隙最小/最大直径比的变化趋势不同,孔隙连通性越强的多孔介质,气体有效扩散系数越大.     

滚筒干燥器中杆状颗粒混合特性的三维数值模拟

为研究杆状颗粒在滚筒干燥器中的混合运动,建立了杆状颗粒运动特性的三维数值实验平台.采用离散元法直接跟踪滚筒中的每一个颗粒,对杆状颗粒在滚筒干燥器中碰撞、摩擦的混合运动过程进行数值模拟,并把杆状颗粒和球形颗粒在滚筒中的混合特性进行对比.结果表明:随着转速的增加,颗粒混合均匀的速度加快;滚筒内杆状颗粒和球形颗粒均在近壁区域混合程度好;杆状颗粒混合达到均匀的速度较球形颗粒快;杆状颗粒整体混合均匀程度优于球形颗粒.模拟结果还表明,杆状颗粒的混合特性与球状颗粒的混合特性存在很大区别,在以往数值模拟中将杆状颗粒假设成球形颗粒存在较大误差,对杆状颗粒所建立的模型能更好地符合杆状颗粒的运动规律.     

徐深火山岩气藏中天然气的扩散能力及其影响因素实验研究

为研究徐深火山岩气藏中天然气的扩散能力及其影响因素,对不同火山岩岩心扩散系数进行测定.从测试结果可知:天然气在火山岩气藏中的扩散主要受扩散介质、含水饱和度、温度及孔隙度影响.5种不同类型的火山岩中天然气的扩散系数由大到小依次为:流纹岩、凝灰岩、晶屑凝灰岩、火山角砾岩、熔结角砾岩;火山岩中天然气的扩散系数随着含水饱和度的增加急剧下降,干岩样中天然气的扩散系数是完全饱和岩样的600多倍;在超过100℃的火山岩储层中扩散系数与温度的关系不大,在徐深火山岩气藏条件下测得的扩散系数为10-5 cm2/s数量级;扩散系数与岩石的孔隙度存在正相关关系;在常温下甲烷气体在火山岩和泥岩中的扩散能力相差不大,都在10-7 cm2/s数量级.     

高梯度磁分离的特征及应用

系统地研究了高梯度磁分离过程的分离特征。随着磁场强度的增大,磁分离效率提高;在相同的磁场强度下,磁性强样不同的粒子分离效率具有显著的差异,弱磁性的粒子要在很强的磁场下才能得到分离;对于同种特质,颗粒大的粒子比颗粒小的粒子更易分离,含有铁、铜等金属氧化物的废水可通过高梯度磁分离器直接过滤进行处理,而通过加入“磁性种子”进行强化,高梯度磁分离技术可以有效地处理有机工业废水。     

非晶态固体相分离和结晶的关系

离子场强和混溶温度是影响非晶态固体相分离和结晶的主要因素,相分离为玻璃的结晶成核提供一种驱动力;相分离产生的界面为晶相的成核提供了有效的成核位;相分离导致两液相中的一相具有比母相明显大的原子迁移率来促使系统均匀成核,相分离和结晶之间也存在着一些不确定的因素.     

非晶态固体相分离和结晶的关系

离子场强和混溶温度是影响非晶态固体相分离和结晶的主要因素,相分离为玻璃的结晶成核提供一种驱动力;相分离产生的界面为晶相的成核提供了有效的成核位;相分离导致两液相中的一相具有比母相明显大的原子迁移率来促使系统均匀成核,相分离和结晶之间也存在着一些不确定的因素。     

颗粒接触特性对煅烧石油焦换热器传热性能的影响

为了探究煅烧石油焦颗粒间接触特性对换热器传热性能的影响,构建了换热器非稳态传热模型,研究了颗粒间接触(接触面积系数)变化对换热器传热性能的影响规律。结果表明:随着接触面积系数的增加,颗粒间接触越好,导热能力越强,颗粒层平均温度降低速率、蓄热量减少速率明显加快,固相平均传热贡献度、壁面综合传热系数和放热率增加,有效换热时间下降,当接触面积系数由0. 03增加到0. 07时,固相平均传热贡献度由83. 4%上升到90. 5%,壁面综合传热系数由12. 7 W/(m2·K)增加到27. 1 W/(m2·K),放热率从83. 79%增加到98. 2%,有效换热时间从8. 02 h减小到5. 07 h。     

超临界二氧化碳萃取深层稠油组分的分子动力学模拟

为了从微观层面探究超临界CO_2对稠油组分的萃取机制,采用分子动力学模拟方法分析了稠油组分在砂岩表面的密度分布和吸附特征,研究了超临界CO_2对岩石表面稠油组分的萃取特点和扩散规律。研究结果表明,稠油四组分在稠油聚集体中呈现不均衡分布状态,沥青质自缔合能力强,胶质紧密包裹在沥青质周围,构成复杂的空间网状结构;芳香烃和饱和烃分布在沥青质、胶质周围,显示出稠油分子结构的层次性。沥青质与岩石表面相互作用能较大,超临界CO_2难以在沥青质中运移,扩散系数低,萃取难度大,萃取率接近于0;而芳香烃、饱和烃与岩石表面的相互作用能较小,超临界CO_2容易在芳香烃、饱和烃中溶解、运移,扩散系数大,容易被超临界CO_2萃取,萃取率可分别达到53%和28%。运用分子动力学方法揭示的微观动力学机制对于宏观认识超临界CO_2萃取稠油轻质组分具有重要意义。     

湍流分离流中颗粒的扩散机制

后台阶流动包含分离流重要的流动特性, 采取欧拉-拉格朗日耦合算法对后台阶分离流动中颗粒扩散运动进行数值研究. 气相场采取大涡模拟方法, 亚格子模式基于标准的Smagorinsky 模式, 颗粒相运动采取轨道法模拟. 计算所得气相的流向平均速度和平均脉动速度与实验结果吻合较好, 验证了模型和方法的正确性. 基于此, 数值分析后台阶两相流动的特性以及流场涡结构的发展和演化过程. 结果表明: 两相流中颗粒的扩散特性既受到颗粒粒径的影响, 又与颗粒和涡结构的相互作用时间有关. 后台阶流场中增加结构物时, 流场涡结构发生变化, 即与扰动源保持一定距离后, 涡数量增多, 流场中颗粒分布不均匀, 较多颗粒聚集在涡的外缘.     

固溶处理对7050铝合金强度和断裂韧性的影响

采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、常温拉伸、紧凑拉伸等实验手段研究固溶处理对7050铝合金拉伸力学性能和断裂韧性的影响.研究结果表明:单级固溶中,随着固溶温度的升高,粗大第二相逐渐溶解,但再结晶体积分数和亚晶尺寸逐渐增大,导致强度和断裂韧性均先增大后减小;双级固溶后,粗大第二相明显减少,再结晶体积分数和亚晶尺寸较小,强度和断裂韧性均超过单级固溶的最大值;固溶后预析出,虽然再结晶体积分数较低,亚晶尺寸较小,但亚晶界析出大量η相,基体内存在大量粗大第二相,强度和断裂韧性明显下降.     

水下圆柱体带空泡轴向绕流研究(英文)

研究了水下圆柱体带空泡轴向绕流问题.用数值方法研究了不同长细比圆柱体水下运动产生空泡的形态及圆柱体水下带空泡绕流的阻力特性,圆柱体绕流空泡形态以及阻力系数数值计算结果与试验对比,符合较好.圆柱体长细比对空泡形态影响可以忽略.随长细比增大:空化数较高时,阻力系数先减小后增大;空化数较小时,其阻力系数基本保持不变.小空化数条件下,给定长细比,空化数越小,阻力系数越小.