Zr63.36Cu14.52Ni10.12Al12非晶合金的大塑性与尺寸效应

用铜模吸铸法制备了直径为3,4和6mm的Zr63.36Cu14.52Ni10.12Al12阶梯形圆棒试样,研究了试样尺寸大小对室温塑性和强度的影响.结果表明：φ3mm试样的压缩屈服强度σs为1740.6MPa,极限强度σmax为2030.7MPa,断裂强度σcf为1510.5MPa,塑性应变εp为20.6%,表现出比较大的塑性,存在明显的加工硬化现象;φ4mm试样塑性应变εp为2.6%,屈服强度σs为1748.5MPa,断裂强度σcf为1856.6MPa;φ6mm试样塑性应变φp为0.2%,断裂强度σcf为1221.3MPa.该合金的压缩塑性应变随着块体非晶合金直径的增大而减小,存在明显的尺寸效应,尺寸效应与非晶合金的自由体积有关,冷却速率决定非晶合金中自由体积分数,试样尺寸越小,冷却速率就越大,凝固过程形成的自由体积分数越大,大的自由体积分数促进压缩过程多重剪切带的形成从而有利于塑性的提高.     

BaTiO3半导瓷注凝成型坯体的干燥研究

将PEG(聚乙二醇)溶液干燥法应用于BaTiO3半导瓷注凝成型坯体的干燥,由于PEG溶液可以和坯体的所有表面接触,因此可提供更均匀的干燥介质,从而减小在干燥过程中产生的应力．研究表明,注凝成型坯体在PEG溶液中干燥2～3h即可在无变形、无开裂等安全情况下失去(质量分数为)20％～30％的水分,完成大部分收缩,接着在室温空气中或加温干燥,不会引起坯体变形开裂,与传统的空气干燥法相比,大大提高了干燥效率．坯体干燥时间与固相体积分数、试样的厚薄、试样尺寸的纵横比等密切相关,若固相体积分数越低,试样越薄,则干燥速度越快;若减小圆柱体试样的纵横比,则水分扩散方式由径向往纵向转变．     

干燥条件对海巴戟天果中水分和蒽醌类化合物含量的影响

在真空干燥、密闭干燥、热风干燥条件下,研究干燥温度为50℃、60℃、70℃和样品厚度(1 mm、2 mm、3 mm)对海巴戟天果的干燥动力学和蒽醌类化合物含量的影响.水分的干燥曲线表明干燥动力学和有效水分扩散率的关系,阿伦尼乌斯方程则表示扩散系数与温度的关系.干燥条件、样品厚度(1 mm、2 mm和3 mm厚度)以及干燥温度影响干燥率和蒽醌类化合物含量.真空干燥条件具有更高的干燥效率,水分扩散率和蒽醌类化合物含量均较高.当样品厚度为3 mm,真空条件下扩散系数8.82×10-10m2/s,活化能为36.52 KJ/mol.     

挤压速度对Ti6Al4V钛合金等通道转直角挤压过程 影响的数值模拟

采用Deform-3D有限元软件,对样品初始温度为900℃的Ti6Al4V钛合金等通道转直角挤压在0~5 mm/s的下压速度范围内进行了数值模拟。模拟计算结果表明：在相同的挤压速度下,试样通过转角后的温度降低速率减小;挤压速度越大,挤压过程所需的荷载越低,应变累积越小,等效应力越低,应力集中现象越少,挤压过程中试样的温降越小;本研究条件下,挤压速度值选定为5 mm/s。     

气田采出水乳化规律及其与界面张力的关系研究

为了得到不同影响因素对气田采出水乳化的作用规律，以及乳化规律与界面张力的关系，首先研究了气田采出水的矿化度和主要无机盐（CaCl₂、NaCl）浓度对其乳化规律和界面张力的影响。研究发现：静置初始乳化程度、乳化稳定性和界面张力均随矿化度或无机盐浓度的增加而逐渐降低；增加相同质量浓度的CaCl₂或NaCl时，CaCl₂对乳化程度和界面张力的影响更大。其次，通过研究不同泡排剂含量下的乳化规律，发现增加微量泡排剂就可大幅提升静置初始乳化程度和乳化稳定性：泡排剂质量分数从0仅提升至1‰，静置初始浊度即提高1倍，静置48 h后浊度的降低幅度从94%降至43%。此外，增加矿化度和泡排剂含量均会使油/水界面张力降低，不过二者对静置初始乳化程度的变化趋势影响相反，说明仅凭界面张力的变化无法判断初始乳化程度上升或下降的变化趋势。但对比不同影响因素下界面张力的变化幅度和静置初始乳化程度的变化幅度发现，在单因素实验中，当界面张力的变化幅度越大时，气田采出水静置初始乳化程度的变化幅度也越大。     

闭式空气循环干燥棒香的试验

依据闭式空气干燥循环的原理建立试验台,选择质量约1.2 kg的大尺寸(直径25 mm、长970 mm)棒香进行试验,分析初始含水率、升温速率、干燥温度和干燥风速对棒香干燥质量的影响.结果表明:棒香与木材的干燥特性相似,升温速率是造成表面开裂的主要原因,而其与干燥温度和循环风量之间的优化匹配则为棒香干燥质量的保障;对试验棒香,初始含水率为66.08%时,循环空气的升温速率、温度和风速应分别控制在0.22℃/min、45～50℃和1.7 m/s;必须根据棒香规格和干燥室容积,确定适宜的干燥运行参数.     

闭式空气循环干燥棒香的初步试验

依据闭式空气干燥循环的原理建立试验台,选择质量约1.2kg的大尺寸(直径25mm、长970mm)棒香进行试验,分析初始含水率、升温速率、干燥温度和干燥风速对棒香干燥质量的影响.结果表明:棒香与木材的干燥特性相似,升温速率是造成表面开裂的主要原因,而其与干燥温度和循环风量之间的优化匹配则为棒香干燥质量的保障;对试验棒香,初始含水率为66.08%时,循环空气的升温速率、温度和风速应分别控制在0.22℃/min、45～50℃和1.7m/s;须根据棒香规格和干燥室容积,确定适宜的干燥运行参数.     

分子模拟技术在乳化沥青研究中的应用

利用分子模拟技术对乳化沥青的乳化和稳定机制进行研究。选用结构不同的基质沥青,基于改进的B-L法,构建三维无定型平均结构;利用分子模拟软件构建水/乳化剂/沥青体系进行分子动力学模拟;通过界面形成能、界面层厚度、扩散系数等参数研究沥青与乳化剂相互作用对油水界面性质的影响。结果表明:分子模拟技术能够有效表征乳化沥青乳化和稳定机制;随着乳化剂用量的增加,界面形成能增大、界面层厚度增加、分子扩散系数变小,乳化剂单层膜的稳定性增加,降低油水界面张力的能力增强;对于不同的沥青体系,具有高芳碳率、高环烷碳率、高芳香环缩合度、低烷基碳率的沥青与乳化剂的相互作用越强,界面形成能绝对值越大、界面层厚度越大、扩散系数越小,乳化剂降低沥青/水界面能量的能力越强。     

魔芋气体射流冲击干燥特性及干燥模型

为探究魔芋干燥特性,提高魔芋干制品质和效率,将气体射流冲击干燥技术应用于魔芋片的干燥,研究其在切片厚度(3~5mm)、风温(70~100℃)和风速(10~13m/s)条件下的干燥曲线、干燥速率曲线、水分有效扩散系数以及干燥活化能,建立气体射流干燥魔芋片的最适数学模型。研究表明:整个干燥过程属于降速干燥,水分有效扩散系数在1.232 3×10-9~2.217 8×10-9 m2/s范围内随着切片厚度、风温和风速的增加而增加。利用阿伦尼乌斯公式求出魔芋片的干燥活化能为6.601kJ/mol。通过决定系数(R2)、卡方检验值(χ2)和均方根误差(ERMS)等拟合优度评价指标对各种干燥模型进行拟合比较,Henderson and Pabis模型能很好地预测魔芋片气体射流冲击干燥过程中的水分比变化规律。     

不同切片方式对丹参干燥特性的影响

为探讨不同切片方式对丹参干燥特性的影响，分别采用现代常用的40℃热风干燥与传统常温晾晒干燥，比较不同切片方式(圆切和45°斜切)、切片厚度(2、4、6 mm)丹参的干燥失水过程。结果显示不同切片方式的丹参在干燥过程中主要为降速阶段，干燥速率随着干基含水率的降低而降低，切片厚度越大，干燥速率越低，干燥时间越长。Page模型为丹参干燥拟合最好的模型，模型预测值与实验值吻合性较好，能较好地描述不同切片方式下丹参的干燥过程。该研究对丹参趁鲜切制干燥等加工生产具有一定的指导意义。     

褐煤直接热解特性及动力学行为的热分析研究

提出了一种不经预干燥的褐煤直接热解工艺,将褐煤的干燥与热解气化集成于同一个反应器中,利用自身干燥产生的水蒸气作为气化剂,提高其转化效率。采用热质量分析仪测定了海拉尔褐煤的热解特性,分析了其直接热解的可行性;考察了升温速率和含水率对直接热解行为的影响;通过动力学参数对直接热解行为进行定量分析。结果表明:海拉尔褐煤的直接热解可分为初始干燥阶段、干燥-热解阶段(活化能小于5 kJ/mol)、主要热解阶段(活化能为10~24 kJ/mol)和缩聚反应阶段(活化能为65~85 kJ/mol);提高升温速率促进了水分和挥发分的协同反应、挥发分析出和缩聚反应降低了活化能,固定碳剩余质量分数由23.34%减小至19.66%;在升温速率100℃/min条件下,随着试样含水率的增加,水分与固体的反应加强,活化能降低,热解固体干基产率由61.62%降低至59.23%,说明褐煤中水分对其热解有促进作用。     

马铃薯升华干燥过程中的仿真研究

目的 为了了解马铃薯升华干燥效果和马铃薯的升华干燥时间,优化冻干过程,减少冻干能耗,采用COMSOL Multiphysics软件对马铃薯切片进行模拟。方法 综合利用传热学、传质学和有关学科知识,建立马铃薯切片在升华干燥过程中的物理模型和数学模型,模拟马铃薯片的升华干燥过程。结果 冰质量与初始时刻冰质量之比随着干燥时间增加逐渐减少,脱水速率随着干燥时间增加逐渐减小。考虑模拟忽略了蒸汽从切片四周流出的实际情况,导致冰质量与初始时刻冰质量之比实际值小于模拟值,脱水速率实际值高于模拟值。实际上升华干燥能除去马铃薯切片85%以上甚至90%以上的水分,干燥效果较好。随着马铃薯切片厚度的增加,马铃薯切片的升华干燥时间逐渐增大。马铃薯升华干燥时所处的冻干仓温度越高,升华干燥完成时所用的时间越少。冻干仓压力越大,马铃薯升华干燥时间越长。隔板温度越大,马铃薯的升华干燥时间越短。结论 在对马铃薯进行冻干时,应尽量增加冻干仓温度,降低冻干仓压力,增加隔板温度,减小马铃薯厚度,以降低马铃薯在冷冻干燥过程中的能耗。     

超临界CO2材料腐蚀过程动力学与产物热力学研究

针对超临界CO₂动力循环高温承压部件与工质相容性问题，研究了T92耐热钢在600和700℃超临界CO₂环境下的腐蚀过程动力学及其热力学产物。采用分子动力学计算了CO₂在FeCr合金表面的吸附过程，模拟了T92耐热钢在初始氧化阶段原子的迁移和分布规律，并基于腐蚀热力学原理，分析了氧化层和碳化物的分布规律，最后通过高温腐蚀实验进行了验证。研究结果表明：700℃时，T92耐热钢氧化层厚度约为600℃时的13.5倍，氧化层结构为外侧Fe₃O₄层、内侧FeCr₂O₄层，氧化层内部主要为C₂₃C₆型碳化物；CO₂优先吸附于Cr原子(111)表面，当Cr与CO₂发生反应后，部分形成游离态的C沉积于氧化层表面，并以离子的形式向内扩散；腐蚀过程主要由离子扩散控制，扩散速率随着温度的升高而增大。该研究为超临界CO₂材料抗腐蚀性能评估提供了一种复合...     

循环扭转剪切下圆筒内硬球颗粒的致密化行为

基于圆筒内硬球颗粒的致密化过程涉及应力传递与堆积结构的耦合作用,是颗粒介质研究中的一个难点问题,为此,采用MTS 858 Mini Bionix II型力学性能测试仪,通过改变压力、颗粒粒径、剪切速率等参数,对循环扭转剪切作用下的致密化行为进行实验研究。研究结果表明:颗粒介质致密化过程表现为快速致密和缓慢致密2个阶段,体积分数的演化过程满足双指数项关联函数,即φ(t)=φ0+A1(1-exp (-t/t1))+A2(1-exp (-t/t2))(其中,φ0为系统初始体积分数,A1和A2为拟合系数,t1和t2分别为快速和缓慢致密过程的特征时间);系统经历快速堵塞过程后,进入颗粒缓慢重排过程;在循环剪切过程中,颗粒体积分数的涨幅Δφ在体积分数达到0.604时发生由降转升的转变;增大压力、粒径与圆筒直径之比(d/D)以及剪切速率均有利于提高致密化程度,循环扭转剪切作用比纯剪切和垂直振动作用的致密化效率更高。     

基于化学链制氧的加热炉富氧燃烧系统构建及分析

基于化学链制氧原理构架了加热炉富氧燃烧系统,以解决富氧燃烧氧气来源问题.通过对Co₃O₄氧解耦特性的研究,分析构建系统的可行性.结果表明:Co₃O₄释氧反应平衡氧的体积分数随温度升高而急剧增大,当反应温度为900℃时,平衡氧的体积分数为29.6%;烟气中CO₂,H₂O等成分不会对Co₃O₄释氧过程产生影响;随Co₃O₄与烟气物质量的比的增大,烟气中氧气的体积分数逐渐增大,当物质量的比为1∶1时,950℃下氧气的体积分数可达24.5%;考虑实际生产过程,产量为32t/h的蓄热式轧钢加热炉,富氧率为4%时,Co₃O₄填充量为3.4t.     

油茶籽热风干燥特性及其数学描述

干燥对油茶籽贮藏、加工和油茶质量极其重要且能耗最多,为了优化干燥工艺,研究了3种干燥方法对油茶籽中油脂稳定性的影响,考察了温度和堆积密度对油茶籽干燥特性的作用规律,采用3种不同模型对油茶籽干燥过程进行拟合,建立干燥数学模型。结果表明,油茶籽适宜采用热风干燥,干燥速率随着温度的升高和堆积密度的减小而增大,在40、55、70 ℃下,油茶籽干燥至相对安全储藏水分所需时间分别为20、15、13 h,堆积密度为322、354、430、442 kg/m3时,对应的干燥时间约15、20、22、25 h。常用的3种指数干燥模型的线性回归分析表明,Page 模型能较好地描述油茶籽热风干燥过程,所得理论值和试验值之间的平均相对误差为5.72％,说明该模型能较准确预测油茶籽干燥过程中的干燥速率及水分含量。     

高寒地区成品橡胶沥青混合料的低温性能及评价方法

为了研究高寒地区RA-1型成品橡胶沥青混合料的低温特性,以川藏南线四川段为依托工程,从沥青混合料的强度、老化及冻融循环效应等方面入手,通过室内小梁弯曲试验、劈裂试验、老化试验及冻融循环试验对其低温性能进行分析,并提出合理的低温性能评价标准。研究结果表明:在-5℃～0℃时,RA-1型橡胶沥青混合料的最大弯拉应变的增幅较大,约为34.4%;当加载速率为2 mm/min时,采用劈裂试验更能体现出RA-1型橡胶沥青混合料在四川高寒地区的低温破坏过程;随着温度的升高,短期老化后,其最大弯拉应变和劈裂强度均大于长期老化后的相应值,在经历约20次冻融循环作用后,RA-1型橡胶沥青混合料的劈裂抗拉强度衰减趋势逐渐趋于平缓;与初始未冻融状态相比,当经历40次冻融循环后,RA-1型橡胶沥青混合料的最大弯拉应变衰减了13.9%;劈裂试验适用于研究区域新拌RA-1型橡胶沥青混合料的低温性能评价,其加载速率适宜调整为2 mm/min;低温弯曲试验适用于研究区域RA-1型橡胶沥青混合料经长期老化后的低温性能,其加载速率适宜调整为15 mm/min;冻融劈裂试验适用于评价研究区域经冻融作用的RA-1型橡胶沥青混合料低温性能,其加载速率适宜调整为2 mm/min。RA-1型成品橡胶沥青混合料适用于四川高寒地区沥青路面的铺筑。     

纸张超声波干燥速率的试验研究

为了解决目前造纸干燥部能耗较大的问题,对纸张超声波干燥过程中振板厚度、初始含水率、超声波功率的影响进行试验研究。采用自制纸张超声波干燥装置,利用超声波的机械效应和空化效应,通过含水率测量仪、电子天平等测量过程中纸张含水率的变化,通过计算得出干燥速率。试验发现当功率固定为200 W时,振板厚度为2 mm,最佳超声波频率为22.6 kHz时,干燥效率达到最高;超声波干燥速率在1 s内达到最大,随着含水率的下降,干燥速率也迅速减小,并基本稳定;干燥速率随着功率的增大呈现出先增大后减小的变化趋势,且两者保持非线性变化关系,当超声波功率为540 W时,超声波干燥速率最佳。结果表明,超声波干燥可作为高效率阶段性干燥,在压榨部与烘干部之间进行辅助干燥,从而减小烘干部长度。     

低比转速离心泵气液两相流动的可视化试验及数值模拟

为研究低比转速离心泵内部气液两相流动的流型和气泡直径的变化规律,采用高速摄像技术对泵内部气液两相流动进行可视化试验,同时采用Eulerian-Eulerian非均相流模型和RNG k-ε湍流模型对泵内部气液两相流动进行数值模拟,得到不同进口气相体积分数φ_0下叶片表面中间流线气相体积分数随中间流线相对位置的变化规律。研究结果表明:当φ_0从0.4%增大到3.5%时,叶轮内部流型分别为泡状流、聚合泡状流、气团流和分层流,泵进出口压差损失逐渐增加;保持初始液相流量不变,当进气量由1 L/min增大到3 L/min时,气泡的平均直径由0.61 mm逐渐增大到0.85 mm;保持进气量不变,当液相流量由5 m~3/h增大到10 m~3/h时,气泡的平均直径由1.00 mm减小到0.82 mm;叶片压力面和吸力面中间流线上的气相体积分数从叶轮进口到出口先增大后逐渐降低,出口附近由于漩涡的存在而使气相体积分数略有增加,且随着φ_0增加,压力面的气相积聚区域逐渐扩大。     

δ-层状结晶二硅酸钠的制备

为了寻求三步法制备δ-层状结晶二硅酸钠的最佳工艺参数,以速溶粉状二硅酸钠为原料,探讨了干燥温度、干燥时间、调质粉水分含量、结晶温度和结晶时间对试样Ca2 交换能力的影响.实验结果表明:最佳工艺条件为干燥温度300℃,调质粉水分质量分数为8%～10%,结晶温度720℃,结晶时间30 min,此时试样的Ca2 交换能力均值为338 mg/g,Mg2 交换能力均值为392 mg/g,X射线衍射分析亦表明试样的δ相含量较高.