基于数字图像处理的环境气象颗粒物监测仪 采样滤膜结构分析

采用传统的公式法和介质饱和法对颗粒物监测仪采样滤膜进行测试,并提出利用Matlab编程的数字图像处理（DIP）方法,对采样滤膜的SEM显微图像进行图像二维孔隙率的计算,同时对孔径分布进行统计分析。实验和图像处理所得的孔径分布情况表现出客观一致性,结果表明DIP方法对滤膜的孔径分布分析有一定的可信度,可以作为一种对滤膜的制备工艺设计与产品性能检测的分析方法,并进行应用研究。另外,由于二维图像的限制,图像统计获取的孔隙率数值要小于计算法与实验数据,需要寻找转换二维孔隙率与三维真实孔隙率的有效方式。     

以TiO2纤维制备陶瓷微滤膜的研究——制膜液pH对膜孔径的影响

以陶瓷纤维堆积构成的多孔膜材料,可以克服传统过滤材料过滤阻力大的缺点.在使用浸浆法以TiO2陶瓷纤维为原料制备陶瓷微滤膜的过程中,通过调节制膜液的pH,制备孔径在1.3～2.2 μm之间的系列微滤膜.采用气体泡压、渗透性能、环境扫描电镜、zeta电位分析等手段对膜的微结构及性能进行表征,分析pH对zeta电位的影响.结果表明:含TiO2纤维的制膜液等电点位于pH=4.1附近;随着pH的增加,TiO2纤维之间的相互排斥力越大,排列也越松散,膜层孔径变大;膜的N2与纯水通量与孔径有着良好的对应关系.     

液态泡沫铝合金泡孔长大与析液过程的数值模拟

建立了一个描述液态泡沫铝合金中气泡分布随时间变化的数学模型,其中同时考虑了气泡间气体扩散和析液过程的影响,即耦合求解泡沫尺寸分布方程和一维析液方程,从而得出泡沫中气泡孔径分布随时间的变化规律.通过与液态铝泡沫试验结果的对比验证了该模型的正确性.计算结果表明泡径随时间以指数规律增长,这与MacPherson等人新近的理论结果相符合.研究了初始液体体积分数、表面张力、亨利常数、扩散率等因素对泡沫尺寸分布演化的影响.结果表明:表面张力越大、亨利常数越大,泡沫尺寸演化过程越剧烈.     

文丘里管内气液两相环状流传热及流动特性研究

建立了文丘里管内气液两相环状流的一维三组分（气芯、液滴和液膜）模型,并编制程序对各组分温度和压力分布进行了数值计算．建立了相应的实验台,在冷态下测定了气液两相的压力分布,在热态下对烟气的温度分布和气液两相的换热情况进行了测试．理论计算和实验结果对比,二者符合得较好．     

聚乙二醇超滤过程的考察及模型化分析

采用截留相对分子质量为2 500的GH超滤膜,对不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)溶液进行过滤分离,考察了PEG相对分子质量、浓度、超滤压力等因素对超滤过程的影响。结果表明:相同条件下超滤膜对PEG去除率随着相对分子质量和浓度的增大而增大,对PEG 4 000的截留率可以达到96.7%,但截留并不是随着压力的增大而单调增大,当PEG相对分子质量≥2 000时出现压力增大截留减小现象。同时,运用细孔模型模拟表征了GH膜的等效孔径和等效膜厚,解释了PEG超滤过程中的分离现象,分析了超滤机制的内在因素。     

透水模板布的孔径分布表征方法

为区别透水模板布(CPFL)过滤层与结构层的孔结构特征,针对其过滤层表面孔径与结构层等效孔径进行了理论试验研究.首先,采用负压吸力法测试分析了不同试验条件下CPFL等效孔径分布差别;其次,基于Poisson Polyhedron理论与Hagen-Poisseuille定律,探讨过滤层表面孔径特征长度取值方法,推导CPFL过滤层表面理论孔径分布并试验验证.结果表明:标准试验条件是负压吸力法准确获取CPFL等效孔径曲线的关键;基于垂直渗透系数求解过滤层孔径分布方法可行,过滤层孔径相比等效孔径,前者分布范围更窄、特征孔径更小.最后,提出了过滤层表面理论孔径分布表征方法.     

立式旋转圆筒型过滤器精密平衡过滤高粘性液浆的特性研究

本研究使用旋转圆筒型陶瓷过滤膜在定压条件下对高粘性液浆的精密平衡过滤特性进行测定的同时,对操作因子以及过滤速度随时间的变化、液浆浓度的影响进行了探讨.     

无压力传感器下的电子液压制动系统轮缸液压力控制

线控电子液压制动系统作为下一代汽车制动系统的主流解决方案,其轮缸液压力控制是实现车辆稳定性控制等主动安全功能的基础。针对四阀结构的集成式电子液压制动系统的成本与冗余问题,提出一种无轮缸压力传感器下的轮缸液压力控制策略。通过台架测试分析液压调节单元的工作特性,提出基于伯努利方程与轮缸PV(pressure volume)特性相结合的轮缸液压力估计方法,设计电磁阀开闭逻辑及基于减压优先的轮缸液压力均衡控制策略,最后通过台架试验进行对比验证。试验结果表明,所提出方法的液压力控制均方根误差在0.21MPa以内,与有液压力传感器方案的控制精度相当。     

柔性石墨微孔孔径分布X射线小角散射实验测定

介绍了X射线小角散射技术测定多孔材料微孔孔径分布的一种方法,并对几种柔性石墨中微孔孔径分布进行了实验测定。实验结果显示,所测柔性石墨中微孔具有相同的四峰分布特征,随着密度的增加孔径分布向小孔方向移动。     

液—液旋流分离器级效率曲线求解的新方法

根据级效率、粒度分布和分离效率之间的关系，提出了一种直接测定液－液旋流器级效率曲线的新方法。首先测出的油滴在水中的粒度分布，并将其拟合为解析函数；然后用多项式拟合级效率曲线，根据实测的分流比和总效率等数据，示离多项式中的待定系数，即可得到比较精确的级效率曲线。该方法经济实用，适应范围广。     

膜孔径分布对直接接触式膜蒸馏传质速率的影响

膜蒸馏用膜是一种孔径不均一的多孔介质。文中考察孔径分布的存在对直接接触式膜蒸馏跨膜传质速率的影响。按“熵最大”原则导出了膜孔面积的取值服从指数分布规律,其不对称性可能导致按平均孔径预测的传质速率与考虑孔径分布时预测的传质速率有差异,后者应该更接近于真实情况。模拟计算结果表明,按这两种方法预测的传质速率确实存在不容忽视的差别。两种聚四氟乙烯(PTFE)平面膜的直接接触式膜蒸馏实验结果表明,考虑孔径分布的传质速率预测值更接近于实测值。因此,考虑孔径分布的质量传递模型能更准确地描述直接接触式膜蒸馏的跨膜传质过程。     

一个计算超滤膜平均孔径的新公式

膜的平均孔径是多孔性分离膜的重要参数。因此,它的准确测定有着重要意义。目前,通常采用的有哈根-泊肃叶(Hagen-Poiseuille)法和扫描电镜(SEM)法。哈根-泊肃叶法主要依据是泊肃叶定律。假设所有膜孔都是垂直于膜面、半径相等的圆形直管。此时,膜孔长度1可取膜厚度的值。当膜的孔密度为n、膜两侧工作压差为Δp时,则粘滞系数为η的液体在t时间内透过工作面积为A的多孔膜的体积流量Q与膜孔半径r有如下关系:     

混凝土孔径分布与强度关系的灰色系统研究

采用压汞仪测定不同水灰比下混凝土的孔径分布;以灰色系统理论研究不同孔径范围对混凝土强度的影响.结果表明,不同的孔径范围对混凝土强度的影响是不同的,养护龄期为7 d和28 d的混凝土的抗压和抗拉强度与孔径范围为10~20 nm的关联度最大,91 d时与>400 nm的孔径关联度最大.随着龄期的增长,孔径为50 nm以下孔的关联度不断减小,50 nm以上孔的关联度不断增大.在此基础上建立了混凝土28 d强度与孔径的灰色模型GM(1,4).     

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。     

致密储层渗吸特征与孔径分布的关系

致密油气藏资源量巨大,作为重要的替代能源可以极大地缓解中国的原油对外依存度。致密储层微纳米孔隙发育,毛细管力渗吸作用强,充分发挥渗吸排驱作用对提高致密油气产出至关重要。然而,由于致密储层孔隙结构复杂,目前对于渗吸特征与孔径分布之间的关系尚不清楚。选取致密火山岩和页岩开展实验,并与致密砂岩进行对比。通过高压压汞测试和自发渗吸实验分别获得致密储层孔径分布和渗吸特征参数,并建立两者之间的相关关系。结果显示致密储层渗吸体积与时间的双对数坐标系下,自发渗吸曲线呈现三段式特征:初期直线段、曲线段和后期直线段。其中初期直线渗吸段为主要阶段,吸水速度大大超过扩散段,且吸水量占总吸水量的比例超过90%,可采用渗吸指数和扩散指数对渗吸特征进行表征。渗吸指数和扩散指数与孔径分布特征关系密切;渗吸指数约为0. 5,主要反映了宏孔孔径分布特征,渗吸指数越大,宏孔越发育;扩散指数低于0. 3,主要反映了中孔分布特征,扩散指数越大,中孔越发育。本文研究有助于理解致密储层渗吸特征与孔径分布的关系,对发挥渗吸驱替作用和提高致密油气高效产出具有重要意义。     

电泳沉积法制备氧化铝陶瓷膜的研究

以工业级陶瓷片为支撑体,氧化铝溶胶为电泳液,采用电泳沉积的方法制备了氧化铝陶瓷膜。当在30 V的电压条件下电泳3 min,经沉积-干燥-烧结工艺,反复进行3次后,即可得到氧化铝纳滤膜。采用SEM和液-液排除法等手段对纳滤膜进行表征,结果表明,膜厚在50 μm左右,孔隙率为31.51%,平均孔径为3.1 nm,孔径分布为2.88～5.76 nm。性能测试表明,氧化铝纳滤膜对无机污染物和有机污染物均有强的截留作用,且性能较稳定。     

多孔材料测孔仪的研制

本文叙述了测量多孔材料孔径和孔径分布的方法和仪器,测量采用液-液和气-液系统,测量孔径范围内为0.01～几百1μm,为简化仪器结构设计了适用于不同孔径范围的装置。     

模板剂对介孔碳孔道结构及有序性的影响

分别以三嵌段聚合物F127、P123以及P123/F127作为模板剂,酚醛树脂为有机碳源,采用溶剂挥发自组装法制备有序介孔碳材料。采用XRD,TEM和N2吸/脱附等手段对有序介孔碳进行表征,研究F127、P123及P123/F127复合模板剂对介孔碳孔道结构及有序性的影响。结果表明,使用单一模板剂时,F127较P123更易产生有序六方介孔结构;使用P123/F127复合模板剂,介孔碳有较好的二维六方有序性,介孔孔容和比表面积较单独使用F127作模板分别提高了50%与31%;当m(P123)/m(F127)=1/3时,所得介孔碳BET比表面积为498.5 m2/g,介孔孔容和比表面积分别为0.173 cm3/g和167m2/g,平均孔径为3.41 nm。     

陶瓷膜孔径参数对渗透性能的影响(Ⅰ)不同颗粒平均粒径下的模拟计算

初步建立了颗粒体系微滤过程中的膜微观结构与性能关系模型,对陶瓷膜孔径对膜通量的影响进行模拟计算.结果表明,对于颗粒悬浮体系的分离,存在最优膜孔径使膜通量最大,研究工作有助于深入理解膜微观结构对宏观性能的影响.     

负载型丝光沸石催化剂的催化性能研究

运用二元碱氮置换吸附红外光谱法、分子筛孔径分布测定技术、XPS技术,考察了丝光沸石表面酸性与孔结构的相互关系、钯在丝光沸石上分布情况和价态及其与沸石的相互作用。结果表明,随着丝光沸石脱铝程度的增加,表面出现大量不规整晶格,存在较多的次级孔道。强质子酸中心主要分布在它的“外表面”。钯在其表面富集,并与“外表面”上的质子酸中心协同作用,促进了轻质烷烃异构化反应。