聚合物/中空微球复合材料传热的理论模型

分析了中空微球填充聚合物复合材料的传热机理，指出其热传递主要以固体和气体的热传导、中空微球表面之间的热幅射和中空微球内气体的自然对流三种方式进行。基于最小热阻力法则和比等效导热系数相等法则，建立了热量传递的理论模型，并推导出了等效导热系数的计算式。应用该式估算了中空微球填充聚丙烯复合材料的等效导热系数（keff），并将其与数值模拟结果进行比较，发现当中空微球含量不高（φf≤20％（体积分数））时，等效导热系数的理论估算值和数值模拟值的变化趋势相似。随着中空微球含量增加，等效导热系数线性递减，当中空微球含量一定时，等效导热系数随着中空微球粒径的增加而有所下降。     

聚合物/中空微球复合材料理论传热模型的实验验证

应用导热系数测量仪，测量了中空微球填充聚丙烯复合材料的等效导热系数（keff），并对前期研究中所得到的等效导热系数公式进行了初步验证．结果表明，除个别点外，keff的理论估算值和实测值有较好的一致性．当中空微球体积分数φf≤20％时，随着φf的增加，keff大致呈线性减小．当φf较低时，keff随中空微球粒径的增加而有所下降．     

球床堆近等径球流管路气力输送动力学建模及应用

球床反应堆采用气力输送的方式,完成每天数千个燃料元件的堆芯内外循环。该文建立了"近等径球流管路气力输送"动力学模型,用以描述球床反应堆燃料元件输送过程。以此模型为基础,研究了输送管路的结构参数对燃料元件运动特性的影响。研究结果表明:管球直径比和管道倾斜角增大,燃料球的轴向加速时间缩短,末速度提高;碰撞恢复系数越大,燃料球与管道内壁的碰撞越剧烈;燃料球平衡速度低于气体流速,并随管球直径比的增大而显著升高;减小管球直径比和管道弯曲半径可以限制整个气力输送过程燃料球的最终速度,降低燃料球对堆芯的冲击。试验结果与理论分析符合得较好。该文为球床反应堆燃料循环系统管路结构的设计及优化提供了依据。     

人工皮肤用碳纳米管/硅胶压敏材料研究

利用溶液共混法制成了一种新型的碳纳米管(CNTs)/硅胶压敏复合材料.实验分析了碳纳米管的功能化、填充体积分数和长径比等对复合材料电学性能的影响.结果表明:功能化可以改善碳纳米管在聚合物中的分散性;改变填料的长径比及填料体积分数可以改变复合材料的压阻敏感性及线性.当功能化碳纳米管添加体积分数为25％时制备的复合材料具有...     

大直径螺栓球节点的拓扑优化研究

针对大直径螺栓球节点质量过大的问题,采用拓扑优化方法对其进行优化研究.使用SolidWorks软件建立一个大直径螺栓球节点初始模型,再将模型导入HyperMesh中,把螺栓球定义为可设计区域,8根螺栓定义为不可设计区域,进行有限元静力分析,得出等效应力图和位移图,然后利用OptiStruct求解器在体积分数约束条件下,...     

沉淀聚合制备P( PETA - St)微球中溶剂对微球形成的影响

以季戊四醇三丙烯酸酯(PETA)和苯乙烯(St)为单体,在系列二元混合溶剂中用沉淀聚合法探讨制备P(PETA St)微球的实验条件.选择不同溶剂,调整两种溶剂的体积比来改变其三维溶度参数,并对制备的聚合物微球进行表征.结果发现:以甲醇和乙醇或者甲醇和乙酸乙酯为二元混合溶剂时,只有当混合溶剂的极性溶度参数δp和氢键溶度参数δh的值分别在8.8～12.3 MPa1/2和17.0 ～22.3 MPa1/2之间时才能形成微球,而混合溶剂的色散溶度参数δd变化不大;以水和丙酮为混合溶剂时δp和δh的值分别在11.5～16.0 MPa1/2和14.1～42.4 MPa1/2范围内时,可以获得形貌较规则的P(PETA -St)微球.由此推断,P(PETA -St)微球的形态主要由混合溶剂的δp和δh值决定.     

二元硬球系统的物态方程及偏超额化学势

利用三阶集团展开方法，求出二元系统配分函数的表达式。由配分函数求出二元系统的物态方程和偏超额化学势。结果表明，当系统堆垛分数在0．05－0．25时，得到的物态方程与计算机模拟结果基本一致，优于二阶集团展开及PY近似的结果。当溶质粒子的直径远小于溶剂粒子的直径时，得到的偏超额化学势与BMCSL方法的结果基本一致。     

膜乳化-复乳化法制备载蛋白高分子微球

选择乙基纤维素（EC）为微球材料,牛血红蛋白（Hb）为模型药物,采用膜乳化-复乳（W1／O／W2）法制备了载蛋白高分子微球。采用扫描电子显微镜（SEM）考察微球形态及内部结构．激光粒度仪测定微球粒径及粒径分布。结果表明,膜孔径是决定微球粒径的主要因素．微球粒径随EC浓度和初乳相体积分数增大而增大。随着初乳相体积分数的增大,微球表面微孔数目减少,但孔径增大。当操作压力稍大于膜乳化初始临界压力时,可制得粒径单分散的栽蛋白高分子微球。这一结果对制备粒径单分散的栽蛋白高分子微球具有一定的参考价值。     

孔隙填充型深海能源土的离散元成样

针对孔隙填充型水合物的赋存形态,提出了一种新的制备孔隙填充型能源土试样的数值成样方法.孔隙填充型水合物的砂性能源土试样是由砂粒和水合物颗粒混合而成的特殊的散粒体材料,具有明显的非连续特征.在土骨架的孔隙中,将水合物块体视为由颗粒通过强胶结作用凝聚而成的团簇整体,随机填充生成不同水合物饱和度的沉积物试样,开展能源土宏观力学特性的离散元固结排水三轴压缩试验模拟,并从应力应变、体变、接触组构等方面进行分析.结果表明,水合物饱和度的增大对低饱和度的孔隙填充型能源土试样的初始弹性模量和强度影响较小.有效围压相同时,孔隙填充型能源土试样的体积剪缩量随着水合物饱和度的增大而减小;而水合物饱和度相同时,能源土试样强度及体积剪缩量随着有效围压的增大而增大.能源土试样的剪胀角随有效围压的增大而近似线性减少,随水合物饱和度的增大而趋于线性增大.颗粒间接触方向随着轴向应变的增大而朝竖直方向偏转.     

碳纳米管填充聚合物复合材料电导率仿真研究

文章构建碳纳米管填充聚合物复合材料电导率仿真模型，采用蒙特卡洛方法实现碳纳米管填充聚合物复合材料三维建模，根据碳纳米管分布状态建立碳纳米管间距离矩阵，结合碳纳米管填充聚合物复合材料导电机理生成碳纳米管间电阻矩阵，应用大型纯电阻网络等效电阻计算方法得到复合材料电导率仿真结果，对比仿真值与实验数据，两者高度一致。借助电导率仿真模型研究碳纳米管长度和直径对复合材料电导率的影响，碳纳米管体积分数不变时，电导率随长径比增加而增大。该文建立的仿真模型可以预测不同参数碳纳米管填充聚合物复合材料电导率，为设计高性能的碳纳米管填充聚合物复合材料提供理论参考。     

U-Mo微球与Al粉的混合工艺研究

采用垂直行星分罐式混料机进行U-Mo微球与Al粉混合,系统研究了混合时间、混合转速和料罐填充率对物料混合度的影响,并设计正交试验分析三因素对物料混合度的影响程度.采用变异系数法和体视显微镜分析了混合物料的混合度和微观形貌.结果表明,最佳混合工艺参数为:混合时间90min、混合转速30r/min和料罐填充率30%,其物料混合度为93.6%;三种混合因素对混合度的影响程度为:混合时间料罐填充率混合转速.     

二元粗集料间隙率形成规律与机制研究

为了研究二元粗集料间隙率形成的规律与机制,将A(19～31.5 mm)、B(13.2～19 mm)、C(9.5～13.2 mm)及D(4.75～9.5 mm)4档规格的石灰岩粗集料进行两两组合,获得6种二元粗集料,通过振实试验得到各二元粗集料的间隙率。试验结果表明:二元粗集料的间隙率随着粗集料加入量的增多呈现凹形曲线变化,存在一谷值。但各凹形曲线变化的速率与谷值不同,粗集料与较细粗集料的几何平均粒径比越大,曲线变化速率越大,谷值越低。通过回归分析,建立了各二元粗集料间隙率的有效统计模型。提出了填充效应系数的概念,以反映较细粗集料对较粗粗集料的填充程度,并建立了填充效应系数与粗集料几何平均粒径比的有效统计线性关系式。线性关系式表明:粗细集料粒径差距越大,即粒径比越大,较细粗集料对较粗粗集料的填充效果越好,即二元粗集料的间隙率越小。在此基础上建立了二元粗集料统一回归模型,揭示了二元粗集料间隙率的形成机制。     

微通道中球窝/球凸强化传热特性研究

为了解决微机电系统高热流密度的散热问题,采用数值方法对在宽度为50μm、高度为200μm的矩形截面微通道内布置球窝/球凸结构的传热特性进行了研究,通道的Re为100~900,流向间距为1.5到3.5倍的球窝直径,同时研究了球窝/球凸的叉排和顺排对微通道传热特性及流动规律的影响.结果表明:在微通道内布置球窝/球凸后,Nu与光滑微通道的Nu0比值为1.28~4.77,其数值基本和常规通道范围一致;范宁摩擦系数f同光滑微通道的f0比值范围为1.11~2.04,上限与常规通道的一致,下限较之常规通道的小.随着Re的增加,Nu/Nu0和f/f0近似线性增加;相同Re下,叉排的Nu/Nu0和f/f0大于顺排;相同排列方式下,随着流向间距的减小,Nu/Nu0和f/f0增加.叉排的热性能明显优于顺排;微通道中布置球窝/球凸的节能效果明显优于常规通道中布置球窝/球凸的情况.     

小粒径酚醛树脂微球的制备

以苯酚(P)、甲醛(F)为原料,氢氧化钠(C)为催化剂,Span-80为表面活性剂,(NH₄)₂S₂O₈为添加剂,采用W/O静置反相乳化法合成酚醛树脂微球。研究了添加剂(NH4)2S2O8、表面活性剂Span-80、催化剂氢氧化钠的用量及原料液中水溶性酚醛树脂的体积分数对微球形貌和平均直径的影响。结果表明,(NH₄)₂S₂O₈的加入能够调节聚合反应速率;微球的平均直径随着(NH₄)₂S₂O₈和Span-80用量的增加而增大;降低原料液中水溶性酚醛树脂的体积分数能有效减小微球的粒径。当合成条件为n_P∶n_F=1∶2,n_C/n_P=0.05,过硫酸铵与2mL原料液中氢氧化钠的物质的量比3.6∶1,原料液中水溶性酚醛树脂的体积分数66.67%,Span-80 2g,乳化比1/14时,室温磁力搅拌1h,超声3min,合成温度为100℃,反应12h就能得到形貌好、平均直径为1.13μm的酚醛树脂微球。     

苦杏仁苷明胶微球的制备及其工艺优化

对苦杏仁苷明胶微球的制备工艺及特性进行初步研究.以生物降解材料明胶为载体,采用乳化化学交联法制备含苦杏仁苷的明胶微球,并进行验证试验和微球的体外溶出试验以及微球稳定性和胃黏膜刺激性实验.优化最佳处方为明胶质量分数15%,苦杏仁苷与明胶质量比1∶10,液体石蜡与明胶溶液体积比4∶1;制备的苦杏仁苷明胶微球外形圆整, 稳定且刺激性小,平均载药量为7.5%,包封率为25.12%.     

多尺度椭圆形集料尺寸分布对混凝土边界效应的影响

为了探讨集料对混凝土边界效应的影响机理,利用计算机模拟技术,分析了在等体积分数分布下多尺度椭圆形集料的最大粒径和面积分数对混凝土边界效应的影响.基于体视学理论,在构造的多尺度椭圆形集料随机堆积模型中,采用线采样的方法获取模型化混凝土结构的固相体积分数.模拟结果显示,混凝土结构中固相体积分数曲线形状和界面过渡区厚度随集料...     

旋转填充床中柠檬酸钠法烟气脱硫的实验研究

以柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液作为吸收液,在旋转填充床中进行模拟烟气中SO2(体积分数约为0.4%)的吸收实验,考察了各操作条件对脱硫率的影响。实验结果表明:脱硫率随转子转速、液气比的增大而逐渐增大,但均是达到某一值以后基本不再增加;吸收液的初始pH值越大、温度越高、柠檬酸钠浓度越大,则脱硫效果越好。旋转床中柠檬酸钠法烟气脱硫的适宜工艺条件为:旋转填充床转速1200 r/min,液气比8~12 L/m3,吸收液的初始pH值4.5~5.0,柠檬酸钠浓度0.6 mol/L。     

纤维含量特征参数对纤维沥青混凝土黏弹性力学模型的影响

通过聚酯纤维沥青混凝土小梁的弯曲蠕变试验,研究纤维体积率和长径比对沥青混凝土黏弹性力学模型参数及黏弹性能的影响.结果表明:随纤维体积率和长径比的增大,纤维对沥青混凝土弯曲蠕变变形的约束能力先增强然后减弱;纤维含量特征参数能综合反映纤维体积率和长径比的影响.在此基础上,建立了考虑纤维含量特征参数影响的纤维沥青混凝土黏弹性力学模型.试验研究和理论分析表明,聚酯纤维沥青混凝土的最佳纤维体积率为0.35%、长径比为324、纤维含量特征参数为1.128.     

钢纤维混凝土抗冲击性能的数值模拟研究

为研究不同钢纤维体积分数与不同钢纤维长径比对混凝土基体抗冲击性能增强作用的影响,利用ANSYS/LSDYNA3D有限元计算软件,采用损伤材料模型,数值模拟了钢纤维混凝土圆柱体撞击素混凝土靶板的过程.分析了不同初速条件下靶板破坏体积与冲击动能的关系,并将数值模拟结果与试验结果比较.结果表明:钢纤维体积分数越大,钢纤维长径比越大,钢纤维混凝土基体的抗冲击性能越好;同时也说明,损伤材料模型能够很好地模拟混凝土类材料在冲击作用下的破坏情况.     

陶瓷微球填充型隔热涂料的有效导热系数

利用SEM对一种陶瓷微球填充型隔热涂料进行了分析,在此基础上运用数值单元体法建立了计算其有效导热系数的模型.分别讨论了球壁厚度、球壁有效导热系数及陶瓷微球填充率等3个主要因素对该涂料有效导热系数的影响.为验证计算结果,利用稳态平板法测试了几种隔热涂料的导热系数.研究发现:选用壁面薄的陶瓷微球可制成性能较好的隔热涂料;陶瓷球壁的有效导热系数对涂料的有效导热系数影响很大,前者必须很低,比如小于0.05 W/(m·K),才可显著降低涂料有效导热系数;增加填充率可明显降低涂料有效导热系数;填充陶瓷微球确可改善涂料隔热性能,但程度有限.