超细颗粒声场流态化机理研究

在内径为56mm的声场流化床中，以超细颗粒二氧化硅为实验物料，在声压水平为90～105dB系统内考察了声波对超细颗粒流化行为和聚团尺寸的影响，并根据粘性颗粒聚团在流化床中的能量平衡分析，建立了能量平衡模型。结果表明，当声压级大于100dB时，声波可以有效地消除节涌、抑制沟流、降低临界流化速度、减小聚团尺寸，显著地改善超细颗粒的流化质量。声场强度越大，颗粒聚团的直径越小。     

超细颗粒的流态化研究现状

首先阐述了超细颗粒的流化特性(初始流化速度、床膨胀等)及团聚流化过程,然后重点对近年来国内外在改善粘性颗粒流化质量方面所作的研究工作进行了总结。     

纳米SiO2颗粒在二维声场流化床中的流化特性

以原生纳米SiO2颗粒为物料,在横截面为130×10mm2、高为500mm的二维床中,研究了外加声波频率和声压对纳米颗粒流化特性的影响。结果表明:无声场时,流化过程中会出现裂纹和沟流,临界流化速度较高,有明显的颗粒带出;适当的低频强声波的引入能很好地抑制甚至消除沟流,大大降低流化床中纳米颗粒聚团的尺寸,使之在低气速下实现稳定流化,从而显著改善纳米颗粒的流化质量。     

声场作用下纳米颗粒的流化行为

在56 mm的玻璃流化床中,对纳米SiO2和TiO2颗粒在不同频率和声压级声场辅助下的流化行为进行了研究。实验表明,在低频（40-60 Hz）和高声压级（高于100 dB）的声场条件下,沟流和节涌得到有效抑制,纳米颗粒形成均一稳定的聚团,实现平稳流化。随声压级升高,颗粒的最小流化速度减小,流化行为类似Geldart A类颗粒。在声场的其他条件下,纳米颗粒的流化行为与不加声场相似,无法实现稳定流化。     

超细颗粒流态化过程的研究

采用Al2O3、CaCO3等超细颗粒，进行文题的研究。超细颗粒在自发状态下会形成一次团聚物，粒径在数十微米范围。一次团聚物在流化过程中会进一步团聚，形成松散的流体力学团聚物，粒径为数百微米。     

基于分形的超细颗粒声波团聚数值模拟

利用声波团聚同向合并作用模型和气溶胶团聚动力学方程,分别对考虑和不考虑团聚体分形特性下的超细固体颗粒声波团聚效果进行了模拟．将模拟结果和实验进行了对比,例如在与实验相同的条件下。经过声波作用3s后,不考虑和考虑团聚体分形的团聚颗粒平均半径的模拟结果分别为1．44μm和7．89μm,而实验值为7．50μm,这表明不考虑分形时模拟结果和实验值相差很大,而考虑分形特性的团聚模拟结果和实验值符合较好．在此基础上进一步数值模拟了声场强度、声波频率、颗粒质量浓度等参数在考虑分形的条件下对团聚效果的影响,结果表明,团聚效果随颗粒质量浓度线性增加。随声波强度呈指数增加,对声波频率则存在一个团聚效果最佳的频率值．     

高频超声清洗中声场分布的仿真及实验研究

高频超声乃至兆声清洗广泛应用于半导体器件的超精密清洗,可以有效去除纳米颗粒污染。其中,声能在声场中的分布决定了清洗效果,包括去除均匀性和清洗对象破坏。对于矩形清洗槽内的声场分布,采用简正分解理论直接求解声压分布。结果表明,兆声声能集中于声源辐射轴所在的局部区域,声压波腹和波节分布反映声源振动面形状,而超声波声能扩散至全声场。采用水听器对超声波声场声压分布进行测量,与理论结果相符。由于截断误差和非线性空化误差的存在,理论值小于实验测量结果。     

环流式旋风分离器用于超细颗粒分级的实验研究

将新型环流式旋风分离器用于超细颗粒的分级,根据分离器有内筒的特点,在其内筒加装角度为20度导流板,来分化粗细颗粒的流动特性,用于分级。试验证明,在不同风速的情况下,具有不同的颗粒分级效果,在13.2 m/s的较低风速下,有导流板的分离器使需要产品的含量由53.1%提高到88.7%,取得了较好的分级效果。     

球面等间距阵列声场聚焦特性研究

采用超声波的相控阵聚焦技术，设计了一种球面等间距点声源阵。研究了此声源阵声场模拟计算理论，并对此阵的声场特性进行了仿真研究，模拟结果表明此声源阵对声波具有较好的聚焦效果，通过调整此声源阵的结构参数，可改善对声波的聚焦性能。     

侧面辐射声化学反应器的声场研究

目的 研究侧面辐射声化学反应器的声场分布.方法 从三维声波方程出发,根据声化学反应器的声学边界条件,推导其中的声压表达式.结果 声场中声压由多种简正声波和高次同相振动叠加而成.结论 声压幅值的横向分布取决于声源的振动方式,纵向分布取决于反应容器的几何尺寸、声源振动频率、液体中的声速以及液体的深度等.近场区以高次同相振动为主,声压幅值随着纵向距离的增大而迅速衰减;远场区则以简正声波为主,声压幅值随着纵向距离的增大而起伏变化.     

二氧化硅超细粉末的制备

以不同的原料采用溶胶-凝胶法制备了不同粒径的超细SiO2粉末，通过TEM，TG-DTA和IR方法对产物进行了表征。     

流化床中烟丝颗粒的流动特性

为深入研究气流干燥原理,优化工艺参数,改进和开发气流干燥设备,对烟丝物料在流化床中的流化特性进行了研究.通过所建立实验装置,分析了送风量与进料量对烟丝在流化床内的数量浓度分布的影响.采用欧拉方法进行数值模拟,并进行了实验验证和对比,两者吻合较好.研究结果表明:流化过程中烟丝物料在流化床内分布不均匀,在近壁区域尤其是床内四角处,烟丝的数量浓度明显高于床内其他位置.数值模拟和实验研究均发现了烟丝在气流干燥过程中的结团现象和结团发生的主要区域,在此基础上提出了对流化床进行改进的方案,并进行了数值实验.结果表明,所提方案能够有效防止和减少结团的产生,为解决烟丝结团问题提供了很好的理论支持.     

超细硫酸钡制备的研究

讨论了超细硫酸钡的性质和用途．通过实验研究,找出了利用沉淀法制备超细硫酸钡的最佳工艺条件．在温度不超过５０℃,过饱和度大于１．１×１０－２ｇ／Ｌ时,适宜的搅拌强度,使用喷雾干燥的方法,制备出了粒径在４０～１００ｎｍ范围的硫酸钡粒子．     

新型套管式微反应器制备碳酸钙超细颗粒

以氯化钙和碳酸钠制备碳酸钙为例,将套管式微反应器应用于颗粒的制备过程,并详细考察了各种操作条件对颗粒制备的影响。对所得产品进行SEM和粒度分布分析,结果表明：颗粒 粒径随着体系总流量和反应物浓度的增大而减小;微反应器混合距离对颗粒平均粒径无明显影响。将套管式微反应器沉淀法与直接沉淀法进行比较,结果发现,直接沉淀法得到的颗粒形貌差,颗粒粒径在8～11μm之间;而在相同的反应条件下,套管式微反应器可以制得平均粒径为0.89μm,分散性良好的球形碳酸钙颗粒。     

链锁形超细碳酸钙的制备

为制备链锁形超细碳酸钙,以硫酸为晶形控制剂,使其与Ｃａ（ＯＨ）２悬浮液进行反应,反应最佳工艺条件是：硫酸与氧化钙的摩尔比为０．０２～０．０２２,ｗ（Ｃａ（ＯＨ）２）＝１１％,碳化温度１５～２０℃,ψ（ＣＯ２）＝２０％～２５％,空塔气速１．２～１．４ｃｍ／ｓ。可得到粒径为３５ｎｍ,长径比大于１０,粒度分布窄的链锁形超细（ＣａＣＯ３,该法生产过程体系粘度变化不大,易于操作控制。     

纳米TiO2添加FCC大颗粒的流化性能

通过添加较大粒径的催化裂化催化剂(FCC)颗粒来改善纳米TiO2的流化性能,测最床层压降和床层膨胀曲线,研究添加颗粒的添加量以及粒径对流化质量的影响,并用R-Z方程对流化后的体系散式化程度进行分析.研究结果表明:FCC颗粒的添加量达到30%后可以显著改善纳米TiO2的流化质量;当添加量增大到40%时,压降曲线更平滑,最小流化速度减小,床层膨胀比增大,散式化程度升高;FCC颗粒的粒径越小,流化效果越好;当粒径为109120 μm的FCC添加量为30%时,实现完全流化;当粒径为96～109μm的FCC添加量为20%,气速为11.04 mm/s时,床层基本实现完全流化,偶尔有少量沉积;而当粒径为75～80μm的FCC添加量为20%时,气速约为94.32mm/s即可以实现完全流化.     

Physicochemical characterization of Baizhi particles by ultrafine pulverization

Baizhi, as a medicinal plant, has been demonstrated to be useful for the treatment of aches and pains in China. The physicochemical characterization of Baizhi particles is greatly influenced by ultrafine pulverization. To study the physicochemical characterization of Baizhi, the raw plant material of Baizhi was ground to 6 μm particles by a high speed centrifugal sheering (HSCS) pulverizer. The micron particles were characterized by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). Imperatorin is one of the active ingredients of Baizhi, and its extraction yield is determined to evaluate the chemical characterization of Baizhi powder. Imperatorin was analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC). The results show that after ultrafine pulverization, the plant cell walls are broken into pieces and the extraction yield of imperatorin is increased by 11.93% compared with the normal particles.     

超细微粒晶化与非晶化特性

对真空溅射制备二元体系Ａｇ／ＳｉＯ２和Ａｇ２Ｏ／ＳｉＯ２中超细微粒Ａｇ和Ａｇ２Ｏ的结构稳定性进行了实验研究和理论分析，发现微粒线度为纳米尺寸量级时，即具有向结晶化和非晶化方向自发演变的特性。这种结构相变过程决定于超细微粒本身的形态、线度、表面或界面微结构以及化学组分。相变过程中微粒的结晶核线度Ｌ与演变时间ｔ的关系可以表示为Ｌ∝ｔ＾α。