基于气泡尺度的泡沫压裂液流变机理研究

从介观层次入手，以高压高剪切速率下气泡尺寸均匀分布的泡沫压裂液为基础，建立了一个二维泡沫压裂液物理模型．该模型视泡沫压裂液的最小组成单元为气泡，将气泡和周围液相以及气泡与气泡之间的作用力用弹簧表示，并从能量耗散的角度出发，成功推导了当泡沫质量（气相的体积分数）大于70％、剪切速率大于500s^-1时的泡沫压裂液流变特性的本构方程．利用该本构方程计算得到的泡沫压裂液有效黏度和试验结果对比最大误差只有9．7％，平均误差只有4．9％，所得结果明显地优于Reidenbach和Mathel等人给出的拟合公式．该模型不仅可以从机理上阐述泡沫压裂液的流变特性，而且还能够很好地表现出泡沫压裂液在泡沫质量较高时的有效黏度特性．更为主要的是该模型还可以用于解释泡沫压裂液的屈服应力和壁面滑夥现象．     

连铸结晶器内气泡群粒径分布的实验研究

为了获得结晶器内的气泡粒径及其分布规律,建立了一套水模型实验系统.为模拟真实上水口的吹氩过程,采用莫来石制作水模型的环状吹气装置,利用激光片光源和高速摄像机捕捉气泡的瞬时分布,并采用Image J软件分析和计算气泡的粒径.结果发现:气泡平均粒径随水流量、水口插入深度的增加而增大,随吹气量、水口倾角的增大而减小;莫来石弥散砖产生的气泡初始粒径较小且分布均匀.气泡粒径在结晶器宽面一侧水平方向上呈先增大后减小的趋势.随水流量的增大,气泡分布更加分散;随吹气量的增加,气泡分布规律无明显区别,但粒径增大.     

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。     

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。     

评判紧冷间距分布函数性质的一类渐近尺度

根据两种渐近量的定义，研究了七种能谱涨落模型之紧邻间距分布函数的渐近主其物理内涵，并在此基础紧冷障距分布函数作出了系统和适用性说明。研究结果表明Ｂｒｏｄｙ分布函数具有最为广泛的普适性。     

光电毛细探头测定气泡尺寸分布的压力校正

本文从一维两相流的基本理论出发,分析了毛细管气泡块状流(BSF)的复杂形态,推导出了垂直毛细管内BSF的轴向压力梯度的理论公式。并在实验基础上,建立了光电毛细探头技术(Ⅰ)测定气泡尺寸分布(BSD)的压力校正方法。同时,将Apple-Ⅱ型微机配置于Ⅰ中,成功地实现了BSD的在线测定。对泡沫分离塔内表面活性剂溶液的气-液分散系统进行了测定。实验结果表明:真实气泡直径与校正后的实验测定值之间的最大绝对偏差≤0.07mm,最大相对偏差≤4.26%。     

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。     

铝电解槽熔体内阳极气泡分布特性的数值模拟

采用欧拉双流体模型与群体平衡模型耦合的方法,考虑阳极气泡影响的修正k-ε湍流模型,对铝电解槽熔体内阳极气泡-电解质气液两相流进行数值模拟,研究不同电流密度下电解质流场、气泡体积分数和气泡尺寸分布等流体力学信息。研究结果表明:极间区域的电解质流动呈局部循环运动形式;电流密度相同时,距阳极底掌面越远,气泡体积分数越低、气泡平均Sauter直径越小;在同一水平高度下,气泡体积分数随着电流密度的提高而增大,气泡平均Sauter直径随电流密度的提高而减小;极间气泡层呈方形分布,中心区域气泡体积分数较高,边缘部分体积分数较低;极间气泡主要以小尺寸气泡为主,而中等尺寸和大尺寸的气泡数量比较少,气泡数量和气泡尺寸之间的关系可以近似看作双曲线分布;气泡体积分率表示的气泡尺寸分布呈3个单峰分布。本文计算得到的气泡分布特性与一系列文献试验结论一致。     

舰船尾流气泡数密度分布的实验模拟

为了能在实验室中为评估激光、超声探测舰船气泡尾流的检测技术提供检测对象,提出了基于电解产生氢气泡定量模拟实际舰船尾流气泡数密度的方法．依据电化学及气泡动力学原理推导了金属丝通电电流与气泡数密度的关系,在对舰船尾流场气泡数密度估计的基础上,给出了在船池中为布置在水中的金属丝通上给定的电流,模拟驱逐舰远场气泡尾流的具体方案,实验表明该方法对于舰船远场气泡尾流场的模拟比较右神     

饮用水处理中颗粒物数量变化及粒径分布规律

结合水厂实际水处理工艺及活性炭深度处理装置,试验研究砂滤池和活性炭滤柱出水中颗粒物数量变化及粒径分布规律.试验结果表明,过滤周期内砂滤池出水中颗粒物总数平均为148个/mL,其中粒径大于2μm颗粒物的数量平均为27个/mL,其粒径主要分布在2~15μm之间.砂滤池初滤水中粒径大于2μm颗粒物含量较高,前10 min内其数量高于50个/mL.砂滤池出水的浊度变化滞后于颗粒物数量变化,且二者之间的相关性差(R2<0.1).与砂滤池出水(164个/mL)相比,活性炭滤柱出水中颗粒物数量水平(561个/mL)显著提高,其中粒径大于2μm颗粒物数量达153个/mL,出水中粒径在2μm和2~7μm之间的颗粒物数量增多最为明显.     

利用核磁共振测定木材润胀细胞壁的水分含量与孔径分布

【目的】利用核磁共振冻融分析技术测定杉木与杨木两种速生材细胞壁润胀状态吸着水含量与孔隙分布情况,为改性剂粒径选择与改性效果评价提供方法。【方法】常温下获得试样内水分T₂弛豫信号总量,通过核磁冻融分析系统对试样进行降温处理,检测不同冷冻温度条件试样内未冻结水分信号量; 依据Gibbs-Thomson效应确定凝固点降低与孔径的关系,并以此分析孔径分布。【结果】核磁冻融法测定杉木和杨木吸着水饱和含量约为38%,高于通过吸湿外推法估算数值,与溶剂排出法、多孔板法、离心法结果相近; 核磁冻融分析法避免了常温条件按照T₂弛豫分布确定吸着水含量偏小的现象; 两种速生材试样细胞壁润胀状态孔径小于1.59 nm的孔隙占比约为75%,大于4.56 nm的孔隙占比不超过6%,与溶剂排出法、光谱标记法结果相符。【结论】核磁共振冻融分析技术可较为便捷准确地获得木材吸着水含量与细胞壁孔隙分布,其结果可用于指导改性剂粒径的选择与改性效果评价。     

激光粒度仪测定烟用水基胶粒度分布的应用研究

通过采用美国贝克曼公司的LS13320型号激光粒度仪研究了样品折射率、分散介质、分散剂、遮光度、搅拌子转速和超声对烟用水基胶粒度分布测量结果的影响。建立了激光粒度仪测定烟用水基胶粒度分布的实验方法。试验样品的最佳测试条件为:以水作为分散介质,无需添加分散剂,无需超声处理,样品折射率选取1. 45,遮光度为10%,搅拌子转速档位选择26。激光粒度仪测量值与显微镜测量的结果吻合较好。     

水射法制备钢丸粒度及孔洞缺陷分布规律研究

利用水射法浇注生产了钢丸,并利用SEM检测方法对钢丸孔洞进行了分析.结果表明,钢丸内孔洞可分为气孔和缩孔.通过空心率统计发现,钢丸的粒径尺寸以小于2.5mm为主,随粒径的增大,空心率整体上呈上升走势,随浇注时间的推移,所浇注的钢丸空心率也明显高于浇注初期的钢丸空心率.     

Cr12N钢高压凝固钢锭的气泡分布

在冶炼Cr12N铁素体高氮钢时,发现钢锭中有气泡产生,但随着凝固压力的增加,气泡含量越来越少。当熔炼压力0.6 MPa,凝固压力由1.0 MPa增加到1.6 MPa时,气泡数量的平均值由46.37个/mm2降到9.46个/mm2,气泡量下降到原来的20.4%;直径大于20μm的气泡数量下降到原来的17.4%,而直径小于5μm的气泡数量增加了37.7%。熔炼压力0.3 MPa凝固压力1.6 MPa的钢锭,下表面的气泡平均面积含量是上表面气泡含量的23.9%,边缘位置处的气泡平均面积含量是中心位置处的25.9%。根据建立的计算钢锭中实际氮含量模型可知,当熔炼压力为0.6 MPa凝固压力增加到1.8 MPa时,可得到没有气泡的高氮钢锭。     

In-situ measurement of droplet size distribution by light scattering method

Inversion of droplet size distribution in two-phase flow from light scattering has been considered involved because it is in general reduced to the solution of Fredholm integral equation of the first kind that was always ill-posed. By using the Rosin-Rammler distributiona priori as the particulate size distribution model in the liquid-gas two-phase flow, a method via the solution of a two-parameter nonlinear programming problem to determine the droplet size distribution has been developed. A measurement system based on the technique is designed and applied in the shock test of blades of steam turbine. 100-hours continuous monitoring of the droplets in the liquid-gas two-phase flow of 8.0 Pa and 120 °C was performed and the details of the experiments are given out. It is shown that the technique is simple and efficient for in-situ real time measuring droplets in the liquid-gas two-phase flow. Ye Mao: born in 1973, Ph. D student     

光电毛细管检测技术在线测量气泡尺寸分布

采用毛细管光电技术并配置微机,可快速、准确的测量气泡的尺寸分布。本文基于对毛细管光电检测器物理光学及几何光学特性的分析,提出了它的设计准则和计算公式。该测量系统的组成、信息采集接口及应用软件功能也在本文中得以阐述。本文还对毛细管中气泡尺寸随压力的变化予以校正,并给出在泡沫分离塔中的实际运行结果。     

硫化氢间接电解制氢电极材料性能研究

研究了硫化氢间接电解制氢过程中电极材料的性能,考察了不同阴极材料上镀铂厚度、镀铂方式对电极电化学性能的影响,并对阳极材料进行了筛选.实验结果表明,石墨可以作为电解反应器的阳极材料;阴极材料选择石墨载体上离子溅射镀铂,铂层厚度为0.01 μm时具有较好的综合性能,但考虑电解反应器的能耗及镀铂成本,阴极可采用无镀层的石墨材料.     

机房气流分布的数值模拟

机房通风和温度分布与机房设备工作稳定性和使用寿命密切相关。根据东北大学典型机房的实际情况,以工程上广泛使用的k-ε湍流模型为基础,利用有限容积方法求解连续性方程、动量方程和能量方程,得到机房内空气的三维流场和温度场,并结合中央空调风口设计特点考察了侧送侧回气流组织形式、下送上回气流组织形式和下送侧回气流组织形式对服务器机房内空气流动和温度分布的影响,从而为机房空调送风系统设计提供理论依据。计算结果表明:侧送侧回的气流组织形式在室内气流形式分布的评价指标方面不能满足服务器对环境温度的要求;下送上回的气流组织形式能够满足机房空气要求,但节能效果不好;而下送侧回的气流组织形式能满足节能和机房空气要求。     

烟火药水下燃烧高温残渣气泡的动力学模型

为研究烟火药水下燃烧高温残渣与水作用形成的气泡动力学特性,建立了传热、传质数学模型,推导了单个高温残渣气泡的生成模型,计算了生成气泡的半径以及半径的变化率与时间的关系。将计算结果与文献结果进行了比较;并分析了高温颗粒特性对气泡动力学的影响。结果表明,随着时间增加,高温残渣颗粒不断冷却,气泡半径不断增大;但增长速度不断变慢,计算结果与文献结果吻合较好。