超细粉体颗粒表面改性研究进展

概述了超细粉体颗粒表面改性的重要性、团聚原因和表面改性的作用,重点阐述了不同的表面处理方法及粒子与多种改性剂之间的相互作用机理,指出了超细粉体颗粒改性的目的在于通过降低粒子的表面能和改变粒子的表面极性,减少粒子间的团聚,促进超细粉体粒子的分散。     

纳米SiO2颗粒增强铜基复合材料性能研究

以纳米SiO2颗粒为增强体,采用粉末冶金法制备铜基纳米复合材料.考察不同质量分数的纳米颗粒对复合材料密度、硬度以及摩擦磨损性能的影响.结果表明纳米SiO2颗粒的加入,使铜基体的硬度和摩擦磨损性能都得到了明显提高;但随着纳米SiO2质量分数的增加,复合材料的密度和硬度均呈下降趋势;当纳米SiO2质量分数为0.3 %时,复合材料的减摩耐磨性最好.     

激波诱导惰性堆积粉尘运动的建模及数值模拟

基于空间平均的双流体模型 ,引入描述颗粒脉动速度的粒化温度 ,建立颗粒相的本构方程 ,将粒化温度模型推广到解决高速流动问题。采用AUSM+ 有限差分法 ,数值模拟激波在一定厚度的惰性粉尘床中传播及诱导粉尘颗粒运动的过程。结果表明 ,粒化温度模型较好地描述了这一过程 ,证实了此模型在处理稠密颗粒高速流动和流场存在强间断中的可行性     

粘土滑体运动特性及变形解体数值模拟

为分析粘土滑体下滑中的运动特性及变形解体规律,编写PFC3D颗粒流程序,建立滑体沿滑面、坡面及水平面运动的数值模型,模拟滑体失稳后运动的全过程。将滑体试样划分为前段、中段、后段3个部分,通过对3段滑体中部和侧部上下层位置滑体颗粒的速度、运动中滑体的微裂隙发展情况及滑体运动中各能量的变化情况进行追踪,观测分析滑体的运动状态及变形解体随时间的演化过程,结果表明:滑体的运动速度与滑体的位置有关,主要是因为在运动过程中滑体会受到其他滑体的影响;滑体的变形解体在运动中会一直发生,通常在滑体的运动状态发生剧烈改变时解体程度最大。     

硼砂对快硬自密实混凝土流变性能的影响

利用同轴回转黏度计、Zeta电位分析仪和坍落扩展度实验等手段,研究了硼砂对以低碱度硫铝酸盐水泥为基材的快硬自密实混凝土流动性、水泥浆体流变特性以及水泥颗粒ζ-电位的影响。结果表明:在一定范围内,随着硼砂掺量的增加,硼酸钙包裹水泥颗粒后产生滚珠效应和静电斥力作用,拆散其絮凝结构,释放约束的水,促进水泥颗粒在液相中的分散,使快硬自密实混凝土流动性有所提高;掺入聚羧酸减水剂后,减水剂占主导作用,且与硼砂具有良好的兼容性。     

相对静止气氛下硼颗粒着火过程

针对相对静止气氛下单颗粒硼的着火过程展开了系统研究,考虑硼颗粒周围径向气相流动以及硼颗粒与周围环境间的传热和传质过程,建立了一维硼颗粒着火模型。分析了硼颗粒在实现着火和未能实现着火两种典型情形下的颗粒相、气相组分参数以及颗粒外表面上Stefan流的变化规律,并对其成因展开了分析。研究表明,在实现着火和未能实现着火两种典型情形下,硼颗粒外表面的Stefan流都会经历先由周围空间流向颗粒表面,而后变为由颗粒表面流向周围空间的过程;考虑颗粒外表面处气相Stefan流作用后,硼颗粒的着火延迟时间减少,且压力越大,影响越大。     

弯管稀相气力输送CFD-DEM法数值模拟

利用CFD-DEM方法对稀相气固两相流在带有弯管的气力输送管道内的流动特性数值模拟。通过CFD求解连续气相流场,使用DEM求解离散颗粒相运动及受力,为提高仿真速度,模型忽略了空隙度对气相的影响。仿真结果显示了颗粒在弯管内形成颗粒绳及在垂直管道内颗粒绳分散的过程,并获取了颗粒-颗粒、颗粒-壁面的碰撞信息。对比弯管上下两部分的碰撞情况,颗粒及壁面在弯管下半部分受到的撞击和磨损更严重。通过对气力输送各类工作参数的研究发现,其对管道内气固两相流的流动特性和碰撞情况有着不同程度的影响。气流速度对颗粒绳分散影响甚微,但对弯管内颗粒碰撞强度有明显影响。随着颗粒质量流量的增加,形成的颗粒绳更紧凑、分散速度更慢,并在弯管中形成了阻碍颗粒-壁面碰撞的防护层。弯径比的增加也能加强颗粒绳的紧凑度,减缓颗粒绳的分散速度。     

固冲补燃室团聚硼颗粒燃烧试验

研究团聚硼颗粒在补燃室中的点火燃烧对提高固冲发动机性能具有重要意义。通过试验模拟固冲发动机工作过程的方法,开展了补燃室流场条件下的团聚硼颗粒点火燃烧试验。结合高速火焰图像处理技术和流场参数测量结果,对试验中团聚硼颗粒的点火燃烧状态、火焰结构以及颗粒尺寸变化等进行了分析,获得了补燃室燃气温度和氧气含量等因素对团聚硼颗粒点火燃烧过程的影响机制。对燃烧残渣进行了分析,发现燃烧前后颗粒尺寸变化不大,燃烧过程中高温气流可能进入了颗粒内部并与硼颗粒发生反应。     

超急速温升下丙酮液池的温度场计算

通过实验和数值模拟计算 ,研究了瞬时、强热流极端条件下铂薄膜表面覆盖和不覆盖细小金属颗粒时丙酮液体和金属颗粒温度场分布及其变化规律 .确定了温升速率、温度梯度和温度边界层厚度 ,发现了常规沸腾难以解释的现象 ,并指出覆盖金属颗粒后虽然沸腾极为激烈 ,但难以达到极高的温升速率 ,而不覆盖金属颗粒却容易产生爆发沸腾     

非均匀形核法制备Cu包覆纳米SiO2复合粉体

采用非均匀形核法制备了Cu包覆纳米SiO2复合颗粒,利用X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪及透射电镜等分析手段对复合颗粒进行了表征,并探讨了包覆结构的形成机制。结果表明:复合颗粒分散均匀,无团聚,单颗粒内包含多个分布均匀的纳米SiO2颗粒,且均被Cu包覆层隔离,纳米SiO2颗粒的分散性得到了显著改善;新制备的复合颗粒不存在氧化,在存放或者制样过程中会部分氧化为Cu2O;纳米SiO2颗粒表面Cu包覆层的形成机制主要是非均匀形核作用,包覆的结构取决于 Cu晶粒在纳米SiO2颗粒表面的沉积以及对复合颗粒的团聚控制。     

湍流射流火焰中煤粉颗粒尺寸和结构的变化

采用湍流煤粉射流火焰模拟实际工业煤粉燃烧中的迅速热解,取样分析实验研究煤粉热解过程中颗粒尺寸和内部结构的变化。结果表明：在热解过程中煤粉颗粒体积发生了明显的膨胀,膨胀程度强烈地依赖于颗粒的初始尺寸和加热速率;热解时挥发份的迅速释放及煤的热塑性导致了颗粒内部的空心结构,这种结构有效地提高炭粒的燃烧速率。     

油-水旋流器颗粒体积分数及粒级效率数值模拟

为了研究油-水旋流器颗粒体积分数分布规律,应用计算流体力学数值模拟软件CFD,将湍流雷诺应力模型和多相流混合模型相结合,分别对单一直径颗粒分散相和由不同直径颗粒组成的分散相中颗粒体积分数和粒级效率进行模拟计算,得到油相云图、颗粒体积分数和粒级效率曲线。对比分析结果表明:油-水分离主要在锥段进行,轴心油核的大小随颗粒直径的变化而不同;大颗粒受到径向力作用大,容易分离;小颗粒受到水相阻力作用大,易从底流口排出;颗粒直径越大,分离效率越高。该结构旋流器对直径大于30μm颗粒分离效率较高。     

石墨端头非线性材料模型热应力分析的有限元素程序

石墨是一种横观各向同性和非线性变形的颗粒复合材料。本文应用Jones和Nelson提出的基于正交异性塑性变形理论新的非线性材料模型,采用有限元素解非线性问题的直接迭代法,建立了一个适用于石墨端头热应力分析的有限元素法程序。本程序假定温度为轴对称定常分布,并且考虑了石墨材料性能(包括变形性能和热膨胀性能)随温度的变化。作为应用例子,本文给出应用本程序对实心球体和石墨园环进行热应力分析的结果。     

复合固体推进剂等效力学性能VCFEM细观预示方法

根据固体推进剂的细观结构特征,采用等圆最优装载方式生成代表性体积单元(Representative Volume Element,RVE)模型,并结合Voronoi单元有限元方法(Voronoi Cell Finite Element Method,VCFEM)和均匀化方法,发展了一种可预示固体推进剂等效力学性能的数值分析方法,从而得到体分比和组分材料对等效模量和等效泊松比的影响规律。为证明该方法的有效性,设计一个对称数值模型,通过对该方法和传统有限元方法的节点位移结果的比较,发现两者之间的相对误差小于5%,且VCFEM用少量单元就完成了分析,提高了计算效率。通过对不同细观结构下推进剂RVE模型的计算,发现随着夹杂体分比的增大,夹杂的颗粒增强效应越明显,基体材料的变化比夹杂材料对等效力学性能有着更加显著的影响。     

悬浮固相颗粒对储集层基质孔隙的堵塞规律研究

应用胜利油区8个不同区块的岩心及注入水,采用岩心流动实验手段,研究了注入水中悬浮颗粒对储层孔隙的堵塞特征,发现悬浮颗粒对储层的堵塞特征表现为孔隙逐步堵塞和迅速堵塞两种类型;悬浮颗粒浓度低且孔径与粒径的比值较大时易形成孔隙避步堵塞;悬浮颗粒浓度大或孔径与粒径的比值较小时易形成迅速堵塞;悬浮颗粒对储层的堵塞程度、堵塞类型是颗粒浓度、颗粒粒径与储层孔喉匹配综合作用的结果;迅速堵塞特征的初始堵塞效果主要取决于孔径与粒径的匹配关系,最终堵塞效果主要与注入水中的颗粒浓度有关;高浓度的小颗粒对孔隙基质的堵塞特征表现为迅速堵塞。     

复合固体推进剂颗粒填充模型及其统计特性分析

复合固体推进剂属于高填充比颗粒类复合材料,氧化剂和金属颗粒在基体中的随机分布使其在细观尺度具有非均质的特点。从细观尺度研究固体推进剂燃烧及力学性能时,必须考虑颗粒级配、空间分布和种类等因素的影响。采用分子动力学方法,以硝酸酯增塑聚醚高能复合固体推进剂为研究对象,将固体颗粒模型化为球形,生成其在基体内随机分布的颗粒填充模型。利用Monte-Carlo算法模拟计算颗粒填充模型细观结构的两点概率函数,并研究了颗粒填充体积分数、尺寸与级配等参数对其的影响规律。从统计意义上给出具有各态历经性、统计均匀性和各向同性特点的颗粒填充构型最小周期性代表体元尺寸,可有效减小后续研究的计算量,节约计算成本。所构建的推进剂细观几何构型及对最小周期性代表体元尺寸的计算为后续开展复合固体推进剂细观尺度燃烧、燃面处铝团聚及力学性能数值研究奠定了基础。     

装备液压系统污染控制建模分析

结合某型装备液压系统的结构特点,建立颗粒污染控制模型,具体分析了几个关键参数对颗粒污染度的影响,为液压系统污染控制理论的建立和完善提供了理论依据。     

基于偶极子理论的磁流变液流变特性模拟分析

根据磁性颗粒的偶极子理论,建立了磁性颗粒的三维动力学模型,模拟了三维状态下磁流变液磁性颗粒成链的过程,对影响成链速度的因素如磁场强度等进行了分析,结果表明:静态磁流变液的成链速度与磁性颗粒的体积分数、颗粒的大小及磁场强度成正比。对剪切速率为200s-1时磁流变液的动态特性进行仿真,结果发现:磁性链条处于一种动态平衡,但支链明显增多,导致剪切屈服应力下降。     

华东烧结模型的数学计算(Ⅰ)

利用热力学分析和数学计算,给出颗粒表面能的表达式,依此讨论了颗粒的2种典型堆集和华东烧结模型中膨胀机制与收缩机制对烧结体总表面能的作用效果,为工程应用提供依据.     

华东烧结模型的数学计算(I)

利用热力学分析和数学计算,给出颗粒表面能的表达式,依此讨论了颗粒的２种典型堆集和华东烧结模型中膨胀机制与收缩机制对烧结体总表面能的作用效果,为工程应用提供依据。