分子热力学前沿基础研究中的新理论13:论纯质的微观结构与液体表面张力理论计算法

从分析液体表面张力σ的微观机理出发,应用表面层的定性微观图片,阐明液体内部微观粒子与液体表面层的微观粒子同其它微观粒子间的相互作用是不同的.可把液体表面层微观粒子看作介乎于液体性质与气体性质之间的第三相.临界点时,第三相消失,故σ趋近于0,据此预测应能将张克武气体不平衡状态理论方程推广应用于σ的研究,导出液体表面张力理论方程,经用各不同结构类型的极性与非极性纯质268种1482个实验数据检验,平均误差1.40%,且其物理意义明确,仅知Tm,即可精确预测若干结构类型的σ,显著优于前人各式,有较为重要的理论意义和广泛的应用价值.     

含氟烧结矿黏结相流动性的探讨

针对包钢含氟烧结矿黏结相的流动性进行了试验研究.通过改变黏结相的碱度(w(CaO)/w(SiO2))以及MgO,CaF2和FeO的含量并测得相应黏结相在熔融态下的黏度和表面张力,从而得出烧结矿黏结相物性的一般变化规律.结果表明,碱度为1.4时,黏结相的黏度最小和熔化性温度最低,但表面张力随碱度的升高而增大;适量的MgO能降低黏结相的黏度,而表面张力随MgO含量的增加而增大,当MgO质量分数为5%时,熔化性温度最低;添加CaF2能显著降低黏结相的黏度和表面张力;FeO含量增加,黏结相的黏度和表面张力变小.     

二维不可压缩流体界面的数值模拟

采用基于MAC交错网格的变密度投影方法求解Navier-Stokes方程以及用VOF／PLIC方法追踪运动界面，直接模拟了capillary wave算例和经典的平面混合层算例，计算结果与精确解以及已有的研究结果符合良好。同时计算了含表面张力的两相平面剪切流动模型和平面迹模型，直接验证了已有文献的结果，并发现了平面迹失稳破碎过程中的相邻涡和相邻峰的合并现象。     

过冷态水表面性质的分子动力学研究

采用SPC/E 和TIP4P 两种势函数, 分子动力学模拟了228~293 K 温度范围内水的表面性质. 模拟结果表明, 表面张力随温度的降低而增大. 当温度低于273 K 时, 表面张力的温度系数开始缓慢升高, 但在228 K 附近没有观察到类似某些体热力学参量的奇异发散行为, 这与实验结果相一致. 与实验测量值比较, SPC/E 势函数的模拟结果符合较好, 而TIP4P势低估了表面张力. 造成这种差异的主要原因可能是SPC/E 势较好地描述了过冷态水的表面结构. 在表面水分子的方向分布模拟中, SPC/E 势下的水分子表现出更强的方向有序性, 而且表面势也比TIP4P 势下的相应值高.     

聚硅氧烷—聚醚接枝共聚物表面活性的研究

本文对硅碳结合型的聚硅氧烷—聚醚接枝共聚物ZW51的表面化学性质作了一些研究,并与硅氧碳结合型产物进行了比较。结果证明:(1)ZW51的表面活性强、效率高。其水溶液的临界胶团浓度(cmc)约为0.025％(wt),Υ_(cmc)=32达因/厘米;(2)稳定性好,在中性水溶液中贮存40天或在酸性水溶液(PH=3—4)贮存一周后,其表面张力几乎不变;(3)在有机溶液中也显示了一定的表面活性。     

一种新的表面张力测定方法——真球气泡法

设计了一个新的表面张力测定装置,通过实时测定液膜气泡的半径及其内外压差来获得被测液体的表面张力.该测定液体表面张力的方法简称为真球气泡法(real sphere bubble method,RSBM).对十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)溶液的表面张力进行了测定,结果与文献值吻合,且测定装置的绝对精度为98.2%.通过检测到的液膜气泡突然长大所需要的最大压差值△P_m及其表面积随时间的变化过程,定量分析了△P_m与溶液起泡难易程度及气泡大小的关系.     

烷基多苷复配体系在餐具洗涤剂中应用研究

通过对烷基多苷(APG)与两种阴离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AEs)、仲烷基磺酸盐(SAS)的复配实验,研究复配体系的表面张力、粘度、泡沫性能、去污力.实验结果表明,APG与AES、SAS有优异的协同效能;并确定了复配体系的最佳配比.APG适合做餐具洗涤剂的主要表面活性剂.     

细竖管内流动凝结的换热特性

为探讨小尺度条件下管内流动凝结换热的特性,针对１～５ｍｍ的细圆管,考虑凝结液膜的弯曲、气液界面剪切力与液膜表面张力的影响,建立起柱坐标系下竖直管内受迫流动凝结换热物理数学模型;利用数值求解的结果,对小尺度条件下管内凝结换热的规律进行预测性分析．研究表明,细管径条件下,气液界面切应力与液膜表面张力对流动凝结过程的影响增大,使重力的影响处于相对微弱的地位;与Ｎｕｓｓｅｌｔ换热关联式的预示值相比,小尺度圆管有明显的强化凝结换热的效果．上述结果有助于深化对小尺度下凝结换热规律的理解     

MBHD共聚物乳液的电解质稳定性

合成了含有甲基丙烯酸羟乙酯（ＨＥＭＡ）和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（ＤＭＡＥＭＡ）的四共聚物乳液（ＭＢＨＤ乳液）,研究了乳化单体加入方式、聚合温度、非离子和阴离子乳化剂配比和用量及ＨＥＭＡ和ＤＭＡＥＭＡ用量也共聚物乳液电解质稳定性的相互关系,ＨＥＭＡ的引入可明显提高共聚物乳液的电解质稳定性,ＨＥＭＡ和ＤＭＡＥＭＡ用量增 利于获得亲水性大的乳胶粒和电解质稳定性高的共聚物乳液。     

灵芝菌丝体发酵清液的表面张力与流变特性

对灵芝菌丝体采用摇瓶发酵培养,用旋转圆筒粘度计对其发酵清液进行流变测量表明：其流变特性虽然发酵过程有较大变化,但主要属于Ｂｉｎｇｈａｍ流变模型。又用双毛细管最大气泡压力法测量其表面张力,结果显示表面张力随发酵过程变化较小,流变特性变化与表面张力变化之间没有明显的相关性。