反应注射成型体系中的界面现象：I.实验研究

在光学显微镜下，对反庆注射成型体系中反应诱导混合现象进行了系统的考察。研究结果表明，界面上的反应是产生自动混合的关键原因，界面上的反应诱导混合促进了流体在微观尺度上的进一步混合，反应和的活性，催化剂，反应温度及生成物增长曲线，可表征反应诱导混合能力。     

反射激波诱导界面不稳定性研究进展

运动激波与流体界面相互作用能够引起复杂的流动现象,包括激波反射折射、界面失稳以及湍流混合等,在自然界和工程实际中具有重要的应用价值和研究意义.入射激波冲击之后,初始界面上的扰动在斜压涡量和压力扰动等机制下经历线性和非线性增长,界面形态不断发生变化;当反射激波再次冲击变形的界面时,涡量的产生及输运将改变界面不稳定性的演化过程,产生不同的物理现象和规律.由于反射激波的生成及控制比单次激波要更加复杂,开展与之相关的界面不稳定性研究工作具有极大的挑战性.本文回顾了近年来学者们在反射激波诱导界面失稳和湍流混合方面取得的实验、数值和理论研究进展,重点从平面和汇聚两种典型的初始激波形状出发,讨论了界面形状、激波强度、反射距离等初始条件对反射激波再次作用下界面不稳定性的影响规律,并进一步展望今后的研究重点和方向.     

周期性混沌混合自相似行为表征

基于Galerkin方法，得到了方腔内高粘度流体上下盖振动拖动下瞬时速度场近似解析解。建立了混合过程动力学方程，采用了4阶Runge-Kutta方法进行示踪剂数值积分追踪，得到了示踪剂构型随时间的变化。流场表现出对初始位置的敏感特性，证实了方腔内周期性混沌的存在。经过一定的时间后，同一位置出发的不同取向的流体微元，界面拉伸增长随时间达到渐近分布，长度之比不再发生变化，并随时间呈指数规律增长。不同初始位置的示踪剂界面拉伸表现出自相似行为，示踪剂界面的几何特征也表现了这种自相似性。     

5阶WENO有限差分法在界面追踪中的应用

为实现高精度和高分辨率追踪流体运动界面,采用流体体积函数(VOF)法,将VOF函数的二维运输方程转化为一维守恒律方程后,空间导数采用5阶WENO有限差分法离散,时间导数采用3阶Runge-Kutta法离散,数值流通量采用Local Lax-Friedrich通量计算,运动界面采用Youngs界面重构技术重构,从而给出一种5阶高精度和高分辨率的流体运动界面追踪方法. 将该方法分别应用于平移、旋转场和剪切流场中经典模型的运动界面追踪,结果表明本文方法可实现流体运动界面高精度和高分辨率的追踪.      

热处理后钛／钢爆炸复合界面微观组织结构

借助ＴＥＭ研究了热处理后钛／钢爆炸复合界面的微观组织结构。在１１２３Ｋ的温度下保温６００ｓ后，在钦（ＴＡ２）和钢（Ａ３）爆炸复合界面扩散反应区内的微观组织结构特征为：（１）界面层为ＦｅＴｉ，ＴｉＣ，ＦｅＣ２三者的微晶混合组织；（２）在ＴＡ２侧沿界面层生成了ＴｉＣ相；（３）在Ａ３侧沿界面层无层状金属间化合物（Ｆｅ２Ｔｉ，ＦｅＴｉ）生成，这是由于沿界面层在ＴＡ２侧生成的ＴｉＣ相和界面层阻碍了Ｆｅ，Ｔｉ的扩散。     

加压下混合流体汽液界面张力的分子热力学模型

建立了两个计算近临界点区域混合流体的汽液界面张力统计力学模型：一是将范德华理论１混合规则引入Ｋｉｒｋｗｏｏｄ－Ｂｕｆ纯流体界面张力模型;另一模型是建立在Ｄａｖｉｓ混合流体汽液界面张力模型。Ｄａｖｉｓ模型对单一纯组分流体可还原为Ｋｉｒｋｗｏｏｄ－Ｂｕｆ模型。对２１个纯组分流体的界面张力进行了关联,得到模型的分子参数,对纯流体平均标准差为１２０μＮ／ｍ,温度范围从常温到临界点,压力范围从常压到临界压力。应用两种模型计算了二氧化碳／丁烷混合体系的界面张力。     

聚合物共混物的相形态控制——原位共聚物的界面拔出

结合最新的实验结果论述了在聚合物反应性共混过程中的相形态结构控制方法，通过选择官能团在组分聚合物分子上的位置和调节反应性共混物两相的相对组成，可在两相界面上原位生成不同构造的共聚物分子，分析了分子构造与界面拔出之间的关系，通过改变熔融共混剪切速率或共混物的熔体粘度，评述了外界流场的作用强度对共聚物分子的界面拔出的影响。     

界面剪切粘度的测定方法

介绍了测定界面剪切粘度的深槽法及广义扭摆法中的扭摆自由振荡法，并且提出了特低及特高衰减率情况下界面剪切粘度的计算方法，讨论了界面剪切粘度的测定误差。     

石油磺酸盐对胜利油田原油、胶质、沥青质界面性质的影响

研究了石油磺酸盐对胜利油田孤四水驱原油及由该原油提取的胶质、沥青质油水界面性质的影响。实验结果表明，石油磺酸盐能显著降低各模拟油的油水界面张力，并可使其达到超低界面张力范围；而对各模型油油水界面剪切粘度的影响却不同。在一定浓度范围内，原油和沥青质模拟油的油水界面剪切粘度均随石油磺酸盐浓度的增加而增加。但当石油磺酸盐浓度足够高时，二者的界面剪切粘度却有所下降，只是下降的幅度不同；胶质模拟油的油水界面剪切粘度随着石油磺酸盐浓度的增加而减小。随石油磺酸盐浓度的改变各模拟油的ξ电位也发生了明显变化。     

析气界面上气泡聚并促进的传质

在充分研究析气界面上气泡行为的基础上，根据界面上气泡生长过程的动力学行为，运用界面附近流体流动及相间传质理论，导出了界面上气泡聚并促进的传质模型，在此基础上结合前文工作，导出了析气界面上气泡滑移、聚并及脱离界面逸出这三种气泡行为共同促进的传质模型。     

物料粘度对多级搅拌釜混合特性的影响

在直径为 0.476m的间歇操作的搅拌釜中，用隔盘、环板将搅拌釜隔为两级，利用酸碱中和法测定水及甘油 (粘度分别为 0.072、0.111、0.522Pa·s)体系的混匀时间，并比较了粘度不同的物系对搅拌釜内级间轴向返混特性。结果表明：相同搅拌转速下，物料粘度增加，搅拌釜内级间返混减小；但搅拌雷诺数相同时，物料粘度变化对多级连续搅拌釜内级间的返混程度没有影响。此规律对多级搅拌釜的工业设计具有重要的指导意义。     

提高混凝效果的方法探讨

通过研究混凝过程、总结混凝试验结果、分析混凝新技术,提出：混凝剂与胶体颗粒（或溶解物）的接触碰撞、初始絮体在速度梯度作用下的自旋、絮体在涡旋中的回转均可提高混凝效果.     

絮凝搅拌器内部流场特性数值模拟

在气液交界面形态对比和LDV试验验证基础上,基于CFX 侵入式实体模型,应用标准k-ε湍流模型对容积为1 L的絮凝搅拌器内部流场特性进行了数值研究.结果表明:下循环区的流体运动速度和速度梯度较大;搅拌强度增加,速度梯度增大;转速对叶轮附近切向速度梯度影响最大,该区域切向速度梯度值与其他区域最大相差两个数量级;下循环区湍流耗散率、湍流动能和涡流黏度较高;在研究转速范围内,转子转速对湍流动能影响相对较大,对涡流黏度影响相对较小.     

塔河油田深层稠油掺稀降黏技术

针对塔河油田超深层稠油储层地质特点和稠油性质,进行了稠油掺稀降黏室内实验和现场试验.室内实验分析了塔河油田稠油黏度的影响因素(稠油特性、温度、压力、含水、流动状态、溶解气、矿化度).讨论了塔河油田稠油掺稀降黏的原理及降黏规律,并采用2口井的稀油对3口井的稠油进行定温条件下不同掺稀比例的稠油降黏实验.实验结果表明:掺稀比例和稠、稀油黏度差等因素都会影响降黏的效果.当稠油与稀油以体积比1:1混合后,稠油黏度下降幅度较大,降黏率一般大于95%.现场试验表明,各种掺稀降黏工艺管柱及工艺均能适用于塔河油田不同开采方式、不同含水情况下油井的正常生产,工艺的普适性较好.塔河油田深层稠油油藏掺稀降黏效果明显,投入产出比为1:7.     

圆盘反应器的流动与混合特性

运用流体力学理论对圆盘反应器的成膜，混全和流动特性进行分析。简化模型，结合实验研究，得到关于其成膜，混合流动与表面更新等方面的基本规律和流场特性。为反应器放大和设计提供理论依据。     

用聚并分散模型研究旋转填充床中微观混合过程

采用Ｃｕｒｌ的聚并分散模型来描述旋转填充床内微观混合的情况,模拟转速和流量对一个偶氮化合反应体系产物分布的影响。模拟结果与实验结果的在旋转填充床中液体宏观分布并非完全均匀,在考虑到这点后,二者吻合良好。模拟及结果表明,提高转束及增加流量能促进微观混合。     

共沉淀法制备复合Al_2O_3-Cr_2O_3超微粒子粉末

探讨了文题的方法,研究了溶液的pH值、反应物浓度及配比、反应温度对合成的Al_2O_3-Cr_2O_3粒子的粒径、粒径分布以及组成的影响规律。结果表明,合成粒子的最佳pH值范围为4.4～5.0;粒子的组成仅取决于反应物初始浓度的配比,改变反应物初始浓度及配比可以十分有效地控制粒子的性能;反应温度对粒子的粒径及分布影响很小。制得的复合Al_2O_3-Cr_2O_3超微粒子呈球形、组成均一。     

工业混醇催化合成混合酯的研究

本文研究了四种酸催化剂用于工业混醇与乙酸酯化合成混合酯的催化性能。结果表明，硫酸和磷钨酸虽然催化反应速度快，但产品中酯含量较低；强酸性阳离子交换树脂具有较好的催化活性，但反应中存在严重的暴沸现象；SO42-TiO2-Z固体超强酸催化活性相对较高，产物中酯含量可达80％以上。     

酯交换法生产涤纶树脂中酯交换塔工程分析

本文通过对酯交换法生产涂纶树脂中酯交换塔的技术分析，从平衡原理和热效应角度，对酯交换塔的反应能力进行了讨论，假定酯交换塔中各层塔板上的物料为理想混合状态，引用多级串联反应釜的数学模型，校核了反应器中的塔板转化率，从而得出结论。     

新型温拌改性沥青流变性能研究

为降低沥青混合料施工过程中大量的能源消耗和废气排放,研发了新型温拌沥青改性剂,基于布洛克菲尔德旋转黏度试验,确定了温拌剂降黏特性。采用动态剪切流变试验(DSR)试验研究了温拌剂掺量、温度等因素对沥青流变性能的影响规律。结果表明:温拌剂掺量大于1%时,沥青黏度降低约80%,与SBS改性沥青相比,在64~70℃范围内时,温拌改性沥青抗车辙因子提高幅度为28.6%~71.4%,温拌剂的加入不仅降低了沥青黏度,而且改善了沥青高温性能。