布风板孔径对流化特性影响的数值模拟及试验

 采用双欧拉流体模型与颗粒流动理论相结合的方法,对3 种不同孔径布风板下颗粒流化效果进行数值模拟,获得颗粒的流态化特性。同时通过流化床反应器冷态实验,验证了孔径对流态化特性曲线的影响。结果显示,在1、2、3 mm 孔径的布风板中,孔径越小,最终压力降越大,同时临界流化气速越低;1 mm 孔径下床层的膨胀较为显著,流化床中气泡所含固体体积分数较低,且漏料最少,同时减小孔径有利于颗粒做规律性的循环运动,从而促进物料混合;流化稳定后,在静床层高度以上的位置上,颗粒体积分数随着高度的增加而迅速下降,且1 mm 孔径的下降趋势最平缓,颗粒分布较均匀;颗粒在流化床内的径向分布为典型的环-核结构,且孔径越小,核区的颗粒速度越低,而环区速度越高。     

分层缺损对复合材料结构压缩强度的影响

 以碳纤维增强环氧树脂基复合材料结构为研究对象,设计了含有预埋分层缺陷复合材料层合板的典型试件及压缩试验装置,采用试验与数值模拟相结合的方法,研究了分层缺陷位置、大小对结构压缩强度的影响.研究结果表明,分层缺陷的位置会改变层合板的分层形式,且小尺寸分层缺陷对于层合板的压缩强度几乎无影响.此结论可为复合材料结构应用于飞机结构的设计和制造提供依据.     

煤粉孔隙率对四角切圆燃煤锅炉飞灰含碳量及结焦特性的影响

研究煤粉颗粒孔隙率对1 000 MW机组燃煤锅炉飞灰含碳量及结焦特性的影响。选定了25℃、75℃、110℃这三个干燥温度对煤粉进行干燥,测试了煤粉颗粒的水分和孔隙率。采用测试得出的孔隙率范围,利用FLUENT软件对该台四角切圆燃煤锅炉炉内燃烧进行了三维稳态数值模拟,其中,模拟焦炭的燃烧采用了intrinsic模型。研究结果表明:(1)煤粉颗粒的孔隙率、比表面积和孔径都随着煤粉加热温度的升高而增大;(2)煤粉颗粒孔隙率越大,炉膛火焰中心位置越低,燃尽风区域的温度也越低;(3)煤粉颗粒孔隙率越大,煤粉颗粒的碰壁率和炉膛出口的飞灰含碳量都会越小;(4)煤粉颗粒孔隙率越大,水冷壁越不易结焦。研究结果为燃煤锅炉运行实践、设计以及改造提供了依据。     

多孔硅形成过程及孔隙率的计算机模拟

为了用计算机模拟电化学方法制备多孔硅的过程，基于Monte Carlo和扩散限制模型（DLA）建立一种新模型，引入耗尽区范围、腐蚀半径和腐蚀几率等参数，用Matlab来实现．模拟得到了电流密度、HF酸浓度、腐蚀时间以及硅片掺杂浓度等实验条件对多孔硅孔隙率的影响趋势，与实验结果一致，模拟出的孔隙率值也与实验值接近．因此所建立的模型可以用来模拟电化学法制备多孔硅的过程．     

扩散层孔隙率对平行流场 PEMFC 性能影响研究

为了研究扩散层孔隙率对质子交换膜燃料电池的性能影响,采用计算流体动力学商业软件 ANSYS Fluent在不同扩散层孔隙率(0. 3、0. 5、0. 7)的条件下,对传统平行流场和斜坡平行流场的性能曲线、气体浓度分布、液态 水分布进行数值模拟分析;结果表明:在高电位下各案例对应的性能差异较小,在中低电位性能差异较大,随着扩散层孔隙率越大,质子交换膜燃料电池性能越好,且孔隙率在 0. 3~ 0. 5 时电流密度增长率最大,最大可达 9. 03%;当扩散层孔隙率较高时,有利于反应气体穿过扩散层,使得催化层氧气浓度增大,促进了燃料电池内部的电化学反应;随着扩散层孔隙的增大,能够更有效地促进反应气体的传输,流道内水含量越高,越有利于液态水的排出;相比传统平行流场,斜坡平行流场电池性能更好,氧气分布更均匀,流道中气体流速更大,排水效果更好,且孔隙率为0. 7 时电流密度增长率最大,最大可达 28. 79%。     

孔隙分布对金属空心球准静态压缩特性的影响

通过运用电镜扫描(SEM)及断层扫描技术(XCT)对单个金属空心球体球壁表面及内部孔隙特征及分布进行观测,得出球壁中孔隙率的范围,并结合实验和数值模拟,分析在准静态压缩条件下,金属空心球的变形过程,分析了孔隙率及其分布对金属空心球变形破坏模式的影响.结果表明:金属空心球的准静态单轴压缩其变形主要包括弹性变形、屈曲和屈服变形、球壁坍塌变形和致密化4个阶段;当单个金属空心球球壁处存在薄弱区域时,该区域在受力后会首先发生屈曲破坏,进而向内凹陷,若破坏区域相互毗邻或相近,则会形成一条或多条失稳线,球体会沿着失稳线破坏,且失稳线周围会形成铰结构,提高球体的承载能力.研究结果为金属空心球泡沫材料的设计和制造提供理论参考.     

比表面积及孔径对花岗岩力学性质影响

为研究花岗岩内部结构对其物理力学性质的影响,利用氮吸附原理的比表面积及孔径分析仪测得两种花岗岩的比表面积和孔径分布情况,对比分析了两种花岗岩的密度、孔隙率等物理性质及单轴压缩强度,发现由比表面积和孔径表征的岩石孔隙结构更能合理的解释其宏观力学行为。试验结果表明:比表面积较大的岩样强度较低。比表面积较大的岩样加剧了岩样在加载过程中微裂隙的发育,使试样的力学性能降低;孔体积较大的岩样的强度较低。岩样内部孔隙的存在加剧了内部微裂隙的发育。随着轴向压力的不断加载,这些孔隙被压缩,有的成为了微裂隙发育的通道、有的成为新裂隙产生的起源。这些微裂隙不断延伸、扩张、贯通最终使得试样在压力的作用下破坏;利用排水法测得的孔隙率不能完整的反映岩样内部孔隙的发育状态,而通过氮吸附静态容量法测得的孔体积能够较为完整的反映岩样中孔隙的发育状态。比表面积及孔径分析测试更为准确地得到岩石内部的孔隙结构,测试结果对花岗岩的宏观力学行为做出了合理解释。     

节理对岩体强度变形特性影响的模型实验

采用模型试验研究节理对岩体强度变形特性的影响.设计150 mm×150 mm×150mm尺寸的3组模型试验,在不同的正压力下,分别对完整岩块、贯通节理岩体和断续节理岩体进行中型剪切试验.研究结果表明:岩体以脆性破坏为主,主要有4种典型的破坏方式,破坏形态与节理的排列方式、贯通性以及应力状态等因素密切相关;完整岩块、贯通节理岩体和断续节理岩体变形破坏发展过程具有不同的分段特征:完整岩块曲线主要经历剪缩错动、线弹性增长、破坏和残余强度4个阶段;贯通节理岩体曲线主要经历线弹性增长区、过渡区和滑移破坏区3个阶段;断续节理岩体曲线主要经历线弹性增长、节理面错动、次生裂纹起裂稳态扩展、节理面贯通破坏和残余强度5个阶段.断续节理岩体摩尔库仑曲线分别以完整岩块和贯通节理岩体的破坏包络线为上界和下界,可以通过地质力学分析缩小带宽,估算断续节理岩体的强度.     

微小孔径旋转冲击射流换热特性的数值模拟

采用数值模拟方法模拟了旋转冲击射流的换热过程,分析了换热过程中喷射孔径、喷射间距、旋转角速度以及流场分布特性对冲击射流换热的表面传热系数与平均换热效果的影响.结果表明:相同雷诺数下,3 mm孔径射流的平均换热效果比6 mm孔径的强;大孔径射流时的平均传热系数受角速度的影响要比小孔径时大;角速度的增加使换热板上的最大换热系数减小且由驻点向外偏移;旋转使板上的换热更加均匀,表现为角速度越高,平均表面传热系数曲线越平坦.     

裂纹长度对裂隙岩体力学特性及破坏模式的影响

采用伺服控制岩石力学试验机对水泥砂浆材料制备的类岩石试件进行单轴加载,利用颗粒流离散元软件对岩体进行单轴加载数值模拟试验,研究不同预制裂纹长度下裂隙试件的力学特征及破坏规律.结果表明:随着裂纹长度的增加,裂隙试件的峰值强度、峰值应变和弹性模量均减小,裂隙模型脆性减弱,延性增强,且随着裂纹长度的增加,弹性模量的降幅逐渐增大,敏感度增强;引入强度劣化系数来定量分析裂隙试件的劣化特征,当裂纹长度从10 mm增加到15 mm时,劣化系数增长迅速,试件强度下跌明显,强度敏感度最大;裂纹长度影响裂隙试件的最终破坏模式,在0°原生裂纹下,随着裂纹长度的增加,裂隙试件的破坏模式由剪切破坏为主变为剪切、张拉复合破坏再转化为出现宏观裂纹的张拉破坏.     

基于低温液氮吸附法的煤岩孔隙分形特征

为研究沁水盆地中高煤级煤的孔隙结构特征,采用低温液氮吸附实验测定了不同煤样比表面积及孔径分布数据,依据吸附-解吸曲线和分形维数对煤岩孔隙系统进行分类.结果表明:煤层微小孔较发育,具有比表面积适中(0.418～0.902 m2/g)、平均孔径小(14.6～21.0nm)、孔容小(0.001 86～0.004 53 cm3...     

油藏条件下岩石孔隙度与压缩系数的测试计算方法

本文分析了油藏岩石孔隙体积、孔隙度、压缩系数随压力的变化关系,并在实验数据的多项式回归基础上,提出了地层条件下岩石石孔隙度、平均与瞬时孔隙体积压缩系数的计算方法,经过对中原、新疆、四川等油气田岩石测试数据处理的实践验证,说明这些方法具有准确、便于计算等优点。     

层状岩石强度特征及其数值实现

为了实现层状岩石横观各向同性的数值描述,首先通过理论分析得到层状岩石的强度特征以及层理面处于极限应力平衡状态时,主应力满足的条件;然后,应用相应数值实现方法,对比理论分析结果与数值计算结果。结果发现,单轴压缩和三轴压缩情况下,对于不同的层理面倾角,数值计算与理论分析的结果基本相同,差别在2%以内,说明所引入的数值计算方法能够较好地描述层状岩体的破坏特征。     

氧化钙孔结构特征的数学描述与分析

假设孔隙分布服从指数形式分布与对数正态形式分布,建立了指数形式模型与对数形式模型,并采用这两个模型分别对CaO孔隙分布特性进行了模拟,结果证明,在一定的孔径范围内,考虑了孔径密度分布的指数形式模型较对数形式模型更与实验结果相吻合,能更好地反映孔隙分布的变化特性.同时提出了在同一模型中,对孔隙长度分布和孔径分布定义成不同形式的设想.     

继电器动簧片开口尺寸及其静强度分析

以仿真分析软件为研发平台,建立了车用某型号继电器的有限元模型,对继电器动簧片的开口尺寸进行选择设计,并对其进行了静态强度分析,得到继电器动簧片弹性反力与磁场吸合力的特性曲线以及动簧片在折弯处具有的最合适开口尺寸为0.4 mm×1.2 mm。改进动簧片的结构设计,为提高电寿命提供了理论依据.     

Simulation of Melt Blown Web and the Effect of Its Pore Size Distribution on Filtration Performance

In this paper melt blown webs with different fiber dis-tributing density were simulated by the computer,and then their pore size distribution was calculated with the image analysis.Based on simulated fiber webs,the effect of 10% big pores on the filtration properties was ana-lyzed theoretically.It is found that the pore radius be-comes smaller and its distribution becomes more uniformwith increasing line density,i.e.,the fiber distributing density.The flow proportion in these 10% big pores is linearly increased with increasing the standard deviation     

多孔氧化铝陶瓷气孔率对强度的影响

加入不同量的碳粉作造孔剂,挤压成型、烧结,获得气孔率20％～55％的多孔氧化铝陶瓷。研究了气孔率及烧结程度对强度的影响。对试样的强度与气孔率按不同方程拟合.结果表明:当烧结程度较低时,强度(σ)与气孔率(ρ)的关系对经验方程σ=σ_0(1-ρ)~m的拟合结果最好;当烧结程度较高时,强度与气孔率的关系更符合经验方程σ=σ_0exp(-bρ)。经验常数m,b,σ_0与烧结程度有关。随着烧结程度的提高,这些值下降。     

模拟熔喷纤网的孔径分布及其对过滤性能的影响

首先根据纤维过滤介质的理论假设,对分布密度不同的熔喷纤网进行计算机模拟,然后利用图像分析方法,计算了其孔径大小及其分布并与实际情况对比;在模拟纤网基础上又从理论上计算了占全部孔数10％的大孔对过滤性能产生的影响,并发现经过这10％大孔的流量比例与当量孔径标准差成线性增加的关系。