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。     

刨花板生产中不同筛分刨花分开干燥的试验

<正>刨花干燥是刨花板生产的重要工序之一,它不仅影响刨花板的质量,而且影响其成本。 人们对刨花干燥已做过一些研究。Kollmann曾指出:“在同样干燥条件下,干燥过程依赖于木材树种和刨花厚度。”Klamoth所提供的干燥曲线图表明,干燥一开始就能以较大的蒸发水分速率来排除刨花内的水分。Krischer还认为,刨花干燥过程“依刨花中水分蒸发速率可分为二个时期——恒速率期和减速率期。” 刨花干燥开始时,能否以快速率排除水分?刨花的各种筛分物在干燥过程中水分蒸发速率是否有差异?在干燥过程中,干燥介质的温度对各时期刨花内水分的蒸发速率的影响如何? 对上述问题我们进行了试验。实验中所用的刨花原料为芬兰的桦木,刨花为两种:-6+9(筛子目数)和-20+30(表示较小)。为了便于探讨问题,给刨花高含水率,预先把刨花在冷水中浸泡5秒钟,滤水后存放一昼,测出小的刨花含水率为310％左右,大的为190％左右(用称重干燥法测定)。在天平式快速含水率测定仪上干燥(精度为1/1000克),     

多孔介质预热过程的水分流和热流研究*

将非平衡热力学的水分流和热流耦合方程应用于多孔介质的干燥预热过程,从机理上分析了其水分流和热流的特性.根据线性藕合方程对于木材干燥预热的具体计算,其结果表明,水分流和热流藕合方程是揭示多孔介质干燥过程中水分流和热流相互作用规律的有效方法,它既可揭示藕合流过程的本质,又可对其进行定量描述.也能用于制定木材及其多个孔介质的干燥预热工艺标准的理论依据.     

多孔介质预热过程的水分流和热流研究

将非平衡热力学的水分流和热流耦合方程应用于多孔介质的干燥预热过程。从机理上分析了其水分流和热流的特性．根据线性藕合方程对于木材干燥预热的具体计算，其结果表明，水分流和热流藕合方程是揭示多孔介质干燥过程中水分流和热流相互作用规律的有效方法．它既可揭示藕合流过程的本质，又可对其进行定量描述：也能用于制定木材及其多个孔介质的干燥预热工艺标准的理论依据。     

多孔介质对流干燥过程数值模拟

为研究含湿毛细孔介质干燥过程的相变现象,建立了相变的传热传质数学模型.模型中以残余饱和度将多孔介质划分为湿区与干区,湿区和干区以“蒸发界面”动态边界相互耦合.用有限差分方法对多孔介质一维干燥过程进行了计算,数值解表明:干区是等速干燥与降速干燥的分界点;干燥初期多孔介质压力升高,温度下降;随后在等速干燥段温度分布保持不变,在出现干区时再度升高.干区出现的初期,蒸发界面向多孔介质内部推进的速度较慢,在到达介质厚度10%左右时出现转折,随后推进速度加快.     

落叶松板材干燥过程的结合水扩散系数

采用3种扩散偏微分方程求解方法研究了落叶松干燥结合水扩散系数;分析不同干燥介质条件下,10 mm、20 mm厚落叶松板材的一维径向非稳态扩散试验数据.确定干燥动力学曲线;对不同求解方法的水分扩散系数进行比较分析,研究干燥介质温度、湿度、试件厚度、含水率阶段等因素对水分扩散系数的影响机制.结果表明:在特定的环境湿度条件下,扩散系数随温度升高而增大,在3种分析求解方法中,Crank方法的扩散系数与温度间具有的线性关系最为显著;在温度为80℃的干燥试验中,随平衡含水率(EMC)降低,3种方法的扩散系数均呈现出显著增大趋势;相同干燥介质条件下,厚度为20 mm试件的扩散系数均明显高于10 mm试件扩散系数,这种趋势随温度的升高而愈显突出;纤维饱和点以下,木材结合水扩散系数随含水率降低呈指数规律降低.     

薄层介质干燥过程内部水分扩散

以海带作为薄层介质的试样，进行对流干燥实验．根据单项指数模型，计算干燥过程中介质内部水分的有效扩散系数．建立物料内水分扩散微分方程及边界条件，用有限差分法进行数值求解，模拟计算结果与实验结果相吻合．研究结果有利于深入分析和理解物科的干燥特性，以及其在一定条件下的脱水能力．     

小麦干燥过程中颗粒内部的扩散机理和有限元分析

本文在对传统扩散方程分析的基础上，综合考虑了谷物干燥中水分的蒸发和汽化对扩散过程的影响，并用二维有限元方法进行了理论推导和求解；该模型经实验验证，符合精度要求．     

大温差条件下多孔材料干燥过程数值模拟

基于热力学平衡假设并结合动态边界条件,对大温差下多孔保温材料中的水分迁移及三态相变过程进行数值模拟,并以海绵干燥过程为例给出了实验验证.在数学模型中考虑了由于温差引起的自然对流效应,分析了不同时刻海绵内部的温度、水蒸气浓度、液态水及冰体积分数的分布规律,讨论了材料主要物性参数对水分传递过程的影响.结果表明:数学模型能够实现对大温差下多孔介质中水分传递过程的准确预测;由物性参数分析的结果可知,相比于影响多孔保温材料水分传递的有效扩散系数和孔隙率两个关键物性参数而言,有效导热系数影响相对微弱.     

毛细多孔物料降速干燥阶段的水分蒸发机理

基于毛细管内水分蒸发特性和毛细孔隙分布规律，分析含湿毛细多孔物料干燥过程中水分蒸发机理，得出以下结论：在典型毛细多孔物料的降速干燥阶段，蒸发过程只在物料内部的某一蒸发间进行，并建立了描述蒸发区间位置的微分方程，得到了蒸发区间内蒸发强度的计算式，并讨论了毛细多孔体隙大小分布对蒸发区间和蒸发强度的影响。     

建筑空间温度分布特性对交叉扩散水平的影响分析

基于不可逆热力学,分析了建筑室内热量、水蒸气组分和污染气体组分之间交叉扩散耦合特征,并给出了三者之间的交叉扩散传递关系以及温度分布对交叉扩散水平的影响关系,同时针对室内不同湿度和污染气体浓度水平,对温度分布影响下的交叉扩散特征与水平进行了具体讨论.结果表明,当温度梯度和热附加扩散系数正负相同时,交叉扩散作用所形成的水蒸气组分梯度和污染气体组分梯度小于零,反之则大于零;同时,在相同温度梯度和热附加扩散作用下,室内初始湿度和初始污染气体浓度水平越高,所形成的2种组分梯度的绝对值越大,并且初始湿度和初始污染气体浓度水平的影响都具有显著性.     

气中水含量对气藏流体相态与渗流的影响

考虑地层水的蒸发对烃类气藏生产的影响的研究较少,研究认为,从地层到地面过程中,气中水蒸汽含量的变化规律有3个阶段：近井区域的气-水两相平衡阶段;井底附近的未饱和阶段;井筒中某一点到地面的非平衡的“过饱和阶段”,也就是凝析水的产生。同时考虑到由于井底附近压力的降低,地层水的再蒸发,还可能对井底附近的储层造成盐堵,从而降低其渗透率对生产造成影响。当烃类气的组分含量变大时,平衡时其饱和水蒸汽含量相对较大;考虑实际地层中水蒸汽存在时,无论从实验室还是相平衡计算的结果来看,都使凝析气的露点压力有所降低。     

拉萨河流域蒸发力估算:改进道尔顿模型

在地势变化剧烈、影响因素空间分布不均匀的高山深谷地区,蒸发力具有显著的空间差异性,造成了空间分布的困难.本文在分析拉萨河流域蒸发力与水汽压差、水-气温差、气温、风速等实测气象因子相关性的基础上,检验了基于水-气温差修正的道尔顿模型结构(全国通用公式)的适用性,提出了基于水-气温差和气温修正的道尔顿模型.残差分析和模型验证表明,新模型满足回归模型充分性假设,适用于拉萨河流域,从而为测站稀疏的拉萨河流域蒸发力的空间分布研究奠定了基础.     

聚酰胺酸溶液成膜过程中的传质行为

为了研究聚酰胺酸溶液成膜过程中的传质行为,采用自制液膜干燥实验装置在线测定聚酰胺酸溶液质量的变化.假设气、液两相传质通量相等的条件下,计算了溶剂气相传质系数和液面蒸气压.在此基础上考察了干燥温度、液膜厚度、溶液相对分子质量对液膜表面蒸气压的影响.结果表明,成膜过程中存在溶剂蒸发与聚酰胺酸溶液亚胺化反应的相互竞争.干燥初期溶剂蒸气压迅速升高,液膜表面溶剂的扩散为控制步骤;而干燥后期溶剂蒸气压较小,溶剂在膜内部扩散成为控制步骤.同时随着液膜厚度的增加、干燥温度的升高及溶液相对分子质量的减少,液面蒸气压的最大值呈现增大趋势.     

干燥操作必要条件的热力学分析

以化学势判据为依据,用热力学方法推导了干燥操作的必要条件。认为“物料表面水的蒸气压大于介质中水气分压是干燥操作必要条件”论点仅适用于物料温度与介质温度相同时,以熵判据为依据,用状态函数法推导出的结论更具有普遍意义。     

淮安膨胀土的土水特性

以淮安膨胀土为研究对象, 使用压力板法、滤纸法和蒸汽平衡法等3 种不同的控制或量测吸力的试验方法, 分别对其压实土样进行土水特性试验, 得出了吸力范围为 0∼378 MPa 的土水特征曲线. 试验结果表明, 在初始干密度相近的情况下, 低吸力范围内脱湿曲线和吸湿曲线有明显的滞回现象, 且当吸力大于100 MPa 时, 滞回现象基本消失; 滤纸法测出的土水特征曲线落在主脱湿和主吸湿曲线的滞回圈内. 由蒸汽平衡法所得的高吸力范围土水特征曲线 可以看出, 吸力接近于1 000 MPa 时含水率接近于零. 滤纸法的试验结果表明, 在土水特征曲线用饱和度和吸力关系表示的情况下, 当吸力较小时, 干密度大的土水特征曲线处于干密度小的右上方; 当吸力较大时, 干密度对土水特征曲线的影响不大.     

两次不同类型降水中GPS水汽特征对比分析

通过对2008年7月14-15日的稳定性区域暴雨天气过程以及2008年6月25-26日的对流性强降水中GPS水汽体现出的特征进行分析,结果表明：GPS水汽在稳定性降水中对实际预报具有较好的指示性能,可以用来区分潮湿气团与干燥气团.当大气达到高湿条件,可降水量增长到顶点,即预示未来4-5h会有降水出现;当可降水量（PWV）≥50 mm的持续时间越长,实况降水量越大.在6月25-26日的雷暴降水中,受中小尺度天气系统影响,PWV曲线起伏剧烈,局地性特征明显,但与降水量级以及降水起止时间并无明显联系,对未来降水预报所起意义不大.     

乙酸和乙醇气相酯化的热力学平衡

从热化学数据出发,用热力学方法对乙酸和乙醇气相酯化的化学平衡以及温度、反应物配比等因素对平衡的影响进行探讨,说明了气相酯化反应在热力学上占优势。     

城市污水处理厂污泥低温对流干燥动力学特性

针对近年来兴起的污泥低温热干化技术,采用热重实验分析方法,研究了城市污水处理厂污泥低温对流干燥动力学特性.实验发现:在低温干燥条件下(40~80,℃),污泥降速干燥过程可分为一次降速干燥和二次降速干燥两个阶段;随热风温度降低,低干燥速率的二次降速阶段所占时间比例大幅增加,是污泥低温干燥耗时较长的原因.利用反应工程方法理论,解释了污泥低温干燥过程中产生一次和二次降速干燥阶段的原因,同时,拟合了各干燥阶段脱水机理函数     

Cloud microphysical and rainfall responses to zonal perturbations of sea surface temperature: A cloud-resolving modeling study

The cloud microphysical and rainfall responses to zonal perturbations of sea surface temperature (SST) are investigated by analyzing the equilibrium simulation data (from day 31–40) obtained from a series of two-dimensional cloud-resolving simulations with a zonal model domain of 768 km. Four experiments imposed by zonal SST perturbations of wavenumbers 1 (SST29Z1), 2 (SST29Z2), 4 (SST29Z4), and 8 (SST29Z8) are compared to the control experiment imposed by zonally uniform SST (SST29). The model domain mean SST is 29 C, and the two-dimensional cloud-resolving model with a cyclic lateral boundary is also imposed by zero vertical velocity and constant zonal wind. The time and model domain mean surface rain rates in SST29Z1, SST29Z2, and SST29Z8 are about 10% larger than those in SST29, whereas the mean surface rain rates in SST29Z4 and SST29 are similar. The analysis of mean surface rainfall budgets shows that local water vapor and hydrometeor changes play important roles in determining the differences and similarities in mean surface rain rate between the perturbation experiments and the control experiment. Both convective and stratiform rain rates are larger in SST29Z1 and SST29Z2 than in SST29 due to the smaller advection of rain from convective regions into raining stratiform regions and the larger vapor condensation rates associated with the larger water vapor convergence over raining stratiform regions in SST29Z1 and SST29Z2. The convective rain rates are larger in SST29Z4 and SST29Z8 than in SST29 because of the larger condensation rates associated with the larger water vapor convergence over convective regions in SST29Z4 and SST29Z8. The stratiform rain rates in SST29Z4 and SST29Z8 are smaller than in SST29 due to the smaller vapor condensation rates and smaller collection rates of cloud water by rain over raining stratiform regions in SST29Z4 and SST29Z8.