多孔陶瓷材料毛细吸水特性研究

针对传统干燥过程存在的弊端,设计开发了回转锥筒非相变脱水干燥机,将多孔材料内衬到回转锥筒,通过多孔材料毛细作用快速吸附湿物料携带的表面水分,以达到物料快速脱水的目的.为了研究多孔材料的吸附性能,应用描述多孔介质内部液相毛细上升高度随时间变化的数学模型进行数值计算,研究了多孔材料颗粒直径以及孔隙率对毛细吸水过程的影响.在...     

对流干燥时水分蒸发扩散过程的热力学条件

从非平衡热力学理论和相平衡原理出发,对多也南对流干燥过程中水分蒸发,扩散过程的物理机制进行了分析,结果表明：干燥操作的热力学条件是干燥介质处于未饱和状态,干燥时驱动水分蒸发、扩散过程听驱动势是广义热力学,且物料温度愈低,干燥介质温度愈高,相对湿度愈小,则驱动势愈大。     

多孔材料热风干燥过程中收缩特性研究

为了更好的研究多孔材料热风干燥过程中内部干燥特性,将干燥过程中整体体积、尺寸收缩比与平均干基含水率的函数关系运用到内部各单元层。以胡萝卜颗粒为例,建立了干燥中物料内部各单元层收缩模型。运用MATLAB编程的方法对胡萝卜颗粒内部各单元层体积和尺寸变化及分布规律进行数值模拟计算。模拟结果表明:片状胡萝卜颗粒在热风干燥过程中随着水分不断对外扩散迁移、干基含水率降低的过程中,表单元层由于水分首先扩散蒸发到热空气中而首先收缩,内部单元层水分滞后扩散蒸发而滞后收缩;外部单元层水分扩散速率大于内部单元层,边界收缩位移量最大。通过实验对模拟结果进行验证,验证结果表明此模型可以用来表述干燥过程中多孔材料内部收缩特性变化规律。     

多孔物料干燥过程中的体积收缩特性

分析了多孔含湿物料干燥过程中体积收缩产生的原因，实验研究了三种典型多孔物料体积收缩特性，讨论了多孔物料毛细孔半、固体间架强度和外部干燥条件等对体积收缩率的影响。     

多孔物料干燥中物料体积的收缩特性

以生姜、胡萝卜、土豆和香蕉为实验材料,引入体积收缩系数和各向同性率的概念,研究了多孔物料干燥过程中的体积收缩特性,分析了脱水量与物料收缩率之间的关系,并探讨了干燥介质温度和相对湿度对收缩特性的影响．结果表明,干燥强度越大则物料的体积收缩率越大,且多孔物料的微观结构也对收缩特性有着重要的影响．最后通过无量纲化方法建立了考虑收缩特性的土豆-水分扩散模型,实验数据与模拟结果趋于一致．     

胶体多孔介质的缓苏-间断干燥工艺研究

以胶体多孔介质胡萝卜切片为物料,以干燥后产品的含水量和β-胡萝卜素保留率为质量指标,研究了物料在静态干燥、动态干燥以及缓苏-间断工艺干燥处理时的产品质量变化规律.结果表明:动态干燥过程中,物料与加热介质的接触面积大,干燥速率较高;缓苏-间断工艺使物料中的剩余水分得以重新分布,消除了物料的表面硬化,可以更快地去除物料中的水分,且β-胡萝卜素的保留率最高.此研究结果可以有效地指导工业生产     

建筑外表面被动蒸发冷却热过程研究

利用含湿多孔材料被动蒸发冷却建筑外表面的新方法，建立了含湿多孔材料利用太阳能被动蒸发的热湿耦合传递过程数学模型；通过理论分析、数值模拟和实验测试完整地揭示了热过程规律。结果表明，利用太阳能被动蒸发多孔材料所含水分达到冷却建筑外表面的方法是可行的。     

快速失重法测量物料水分蒸发机理的研究

分析了利用快速失重法测量烧结混合料水分含量时的烘干过程，得出了整个过程中蒸发出的水分量占初始物料的百分含量的数学描述，并且通过实验证实了这种描述的正确性，从而在一定程度上可以预见水分的含量，缩短了测量时间，对在线测量具有重要意义。     

脱除结晶水的流化床游离含水率的计算

对含结晶水泊固体物料在流化床中的干燥过程进行了分析，得出了流化床内物料结晶水相变蒸发段的局域游离含水率和停留时间的计算式，并分析了影响局域游离含水率的因素。可为流化床干燥含结晶水物料的设备及其工艺的设计提供参考。     

预热竖窑气固传热与水分蒸发数值模拟

通过对一种新型预热竖窑的预热脱水研究，建立了气固两相传热和水分蒸发收缩核模型.在气体速度分别为10,15和20 m/s与993 K的温度条件下，针对预热竖窑的气体温度分布，以铬铁球团为主的固体混合物料温度分布和水分蒸发情况进行模拟分析.结果表明，该预热竖窑在20 m/s与993 K的条件下，固体物料温度达到850 K以上并实现球团干燥，可以满足物料预热的温度和含水量要求.通过合理的预热工序，防止了冶炼过程中因含水率过高导致球团出现爆裂影响生产安全的问题，也满足了企业对冶炼过程中产生的高温尾气的余热利用的目标.     

基于孔结构模型的混凝土干缩变形理论分析

根据混凝土多孔材料的特性,基于孔结构模型的假设,依据毛细管张力理论,初步完成了混凝土早龄期干缩变形的理论分析,并综合考虑了水灰比、环境和养护等多方面因素的影响。同时,采用三维有限元和有限差分的方法,基于混凝土内部湿度场分布的计算,建立了相关的计算模型,并通过与其他学者的实验结果的对比分析,来验证该模型的正确性。     

含水率梯度和温度梯度对远红外干燥木材的影响

<正>木试件的远红外干燥模拟试验表明,木材表层由于吸收辐射热,水分蒸发强烈,使W_表-W_平差值减小,降低了水分通过木材表面向临近空气层的蒸发强度;加热后期辐照面的脱水作用不及非辐照面。因此作者认为,远红外干燥厚木材是不合理的。     

地下水作用下土壤水蓄量变化及其 对蒸发通量影响的模拟

将基于数值积分的土壤水平衡计算与稳态蒸发通量解析解相耦合,提出一种逼近Richards方程的迭代计算模型,分析不同地下水位下土壤水蓄量变化及其对土壤水蒸发量和潜水蒸发量的影响。采用Hydrus-1D模型对迭代模型进行对比验证,并将模型应用于安徽五道沟实验站地下水埋深分别为0.4 m、0.6 m和1.5 m的3个蒸渗仪的土壤水蓄量变化及蒸发通量的模拟。结果表明,迭代模型具有较高的计算精度,能较好地模拟受地下水位以上毛细管力作用的土壤水蓄量动态过程及蒸发通量,还能反演不同地下水埋深下的土壤渗透系数和孔径分布系数。     

孔喉体积定量预测新方法

压汞数据估算的孔喉大小能评价圈闭的封闭能力和解释地层烃类聚集的有利部位,是储层研究中的一个重要参数。但是,压汞测试昂贵,因而一个地区这种资料少,而常规岩心分析资料如孔隙度和渗透率数据往往比压汞测试资料丰富得多。是否可以根据岩样的孔隙度和渗透率的大小反演岩样的孔喉体积分布,或者反演毛管压力曲线?利用分形几何学的原理和方法,实现了利用常规岩心分析资料如孔隙度和渗透率等反演毛管压力曲线,建立孔喉体积分布预测模型,为非取心井段的孔隙结构研究开辟了新途径。通过实际资料验证,该方法预测结果精度较高。     

北京明长城青砖毛细吸水性测定及其影响因素

长城是著名的世界文化遗产。近年来北京市文物局提出了长城文化带保护建设工作,且因水作为多孔材料青砖耐久性能的主要影响因素,其携带的侵蚀性介质会对青砖造成严重破坏,故需对长城主要承重材料-青砖的毛细吸水性进行研究。通过单面吸水法和卡斯特瓶法分别检测青砖的毛细吸水系数,发现卡斯特瓶法误差主要来源于水压影响和读数延迟;研究并建立了两种检测方法测试结果的关系方程或比例系数,可应用于不可取样长城青砖现场测试的毛细吸水系数转换为实际的毛细吸水系数的推算工作。此外,分析评估了环境温度、初始含水率、孔隙率和孔径4个主要因素对青砖毛细吸水性的影响,发现温度、孔隙率及孔径对毛细吸水性影响较大;且呈正相关关系,初始含水率则影响不大。     

碱金属热电转换的多孔芯内热质传输特性

对基于AMTEC(Alkali Metal Thermal to Electric Converter,碱金属热电转换器)的毛细多孔吸液芯建立轴对称恒温相变模型,通过求解多孔芯区及液体通道区热质传输控制方程得到毛细多孔芯中的流动与传热特性,分析了工质流量、入口温度、多孔芯厚度、孔隙率和有效孔径等参数对压力、速度和温度分布的影响;同时通过分析最大毛细力与回路压降之间的关系,给出了多孔芯有效孔径的适用范围和提高多孔芯性能的改进措施。研究结果表明：与三维两相流蒸发模型比较,文中的模型具有较好的预测准确性;以碱金属为工质的毛细多孔吸液芯和液体通道内的流动与传热特性与传统工质存在不同。     

一种新型木结构墙体的热湿性能分析

以多孔介质传热传质学为基础,以墙体内的空气含湿率和温度为驱动势建立了多层墙体中的一维瞬态热湿耦合传递方程.以长沙地区为例,分析了我国南方热湿气候地区一种新型木结构墙体的热湿分布规律.分析结果表明,在热湿气候地区推广应用该墙体需要注意玻璃纤维内部冷凝问题,并提出了解决办法.     

用分段回归方法计算孔隙结构的分形维数

储层岩石的孔隙空间具有良好的分形特征,孔隙结构的分形维数可以用来定量描述孔隙结构的复杂程度。应用分形几何的原理,推导了储层岩石不同孔隙分布和毛细管压力曲线的分形几何模型。根据毛管压力曲线资料,用分段回归的方法计算了不同孔隙结构的分形维数。计算结果表明,用分段回归方法计算孔隙结构的分形维数能更好地反映孔隙结构的实际情况。若孔隙大小相差不大,孔隙结构的分形维数相等或比较接近;若孔隙大小相差较大、非均质性较强,得到的孔隙结构分形维数不同。     

基于分形理论的毛管压力和电阻率指数相关性研究

以岩石孔隙结构的分形理论为基础,建立毛管压力与电阻率指数的理论模型,并进行半渗透隔板岩石电阻率-毛管压力联测试验对模型进行验证分析。结果表明:对于所用的泥质砂岩岩心,当其孔隙度分布在12.9%～18.1%,渗透率分布在(0.313～21.196)×10-3μm2时,毛管压力与电阻率指数呈幂指数关系,其拟合指数与孔隙结构指数关系较好;含水饱和度变化率与电阻率指数的关系图与孔喉半径分布直方图具有一定的相似性。毛管压力是表征孔隙结构的重要参数之一,在利用岩电试验资料进行测井储层评价时,须充分考虑孔隙结构对岩石电学性质的影响。     

冻融循环作用下混凝土毛细孔结构的劣化机制

研究冻融循环作用下混凝土毛细孔结构的演变规律,并与吸水性及宏观性能相结合,探索毛细孔结构的劣化机制及其对混凝土宏观性能的影响规律.结果表明:水饱和状态是造成冻融循环过程中混凝土孔结构改变的重要因素;利用混凝土毛细吸水系数能够较为明确地反映冻融循环作用下混凝土内部结构的改变;毛细吸水系数初值和增长速率是表征毛细孔结构演变规律的关键参数,毛细吸水系数越大,冻融循环后混凝土强度越低.