构造煤结构缺陷对硫化氢吸附及扩散特性的影响

探究构造煤结构缺陷对煤中H_(2)S吸附和扩散特性的影响效应,对于理解和改善煤矿安全具有重要意义。通过分子模拟技术,构建了初始芳香片层(CS)模型、边界类(SW)缺陷模型、单空位(SV)缺陷模型、双空位(DV)缺陷模型和多空位(MV1和MV2)缺陷模型,研究了缺陷构型对H_(2)S吸附和扩散的影响。结果表明:H_(2)S吸附量与煤体孔隙率呈正相关,不同构型中H_(2)S饱和吸附量存在差异,在DV缺陷构型中最大,在CS构型中最小,且CS构型中吸附的H_(2)S分子分布均匀,缺陷构型中H_(2)S分子优先吸附在对应的缺陷位置周围,煤体结构缺陷的存在更有利于H_(2)S的吸附。在温度为298.15 K,308.15 K和318.15 K条件下,H_(2)S在不同缺陷构型中的扩散系数和扩散活化能均大于在CS构型中的扩散系数和扩散活化能,H_(2)S在不同缺陷构型煤中更容易扩散。

电场实时加载下煤层气解吸-扩散特性实验研究

为探究电场实时加载下煤层气解吸-扩散特性,揭示电场强化煤层气高效抽采的机理影响特征,设计并研发了可控电场强度下煤层气解吸-扩散实验系统;实验探究了电场加载下煤体的CH4和CO_(2)解吸-扩散变化特征,并通过幂函数扩散模型计算各场强作用下的CH4扩散系数。结果表明:不同吸附质在电场实时加载下煤层气解吸量均得到一定程度提升,但电场对CO_(2)解吸量影响特征更加明显,同时电场能够强化煤体瓦斯的初始解吸速度;与未加电场相比,特征场强为30、60、90 kV/m时CH4初始解吸速率提升了6.9%、15.3%、14.6%,而CO_(2)依次提升了3.4%、6.7%、9.2%;电场加载下煤体CH4幂函数扩散模型能够高度的与实验值相吻合,扩散系数具有随着加载场强的增大而逐渐增大变化特征,电场有利于煤中甲烷的解吸、扩散。

飞机库燃油泄漏扩散特性及影响因素分析

为有效预防飞机库燃油泄漏扩散导致的重大安全事故,基于国内某飞机库空间结构,建立了燃油泄漏扩散试验平台,通过模拟试验及数值模拟的方法,探究飞机库燃油泄漏扩散过程油气体积分数的分布规律及环境因素的影响。结果表明:飞机库水平方向上油气扩散速度较快,竖直方向上呈现明显的分层规律,经过初始稀释、障碍累积、重力沉降及被动扩散阶段后实现浓度平衡;温度、泄漏位置和泄漏量对飞机库内油气体积分数分布影响显著,随着温度的升高,模拟机库空间内最大油气体积分数增幅较大,泄漏位置主要影响空间内部油气扩散达到平衡体积分数的时间,泄漏量对空间内最大油气体积分数、油气的平衡体积分数及达到平衡体积分数的时间均有影响,对油气的产生速率影响不大;飞机库内障碍因子对油气扩散的扰动以及油气累积后的二次加速现象,使得飞机库内湍流强度急剧增大,导致危险油气体积分数区域不断扩大。

聚氨酯复合注浆材料浆液扩散特性及应用研究

山岭隧道所处地层大多节理裂隙发育,水系丰富,由此引发的突涌水灾害普遍具有突发性高、危害性大和破坏性强等特点,直接威胁隧道施工安全。基于化学改性和无机-高分子杂化技术,以聚氨酯材料与普通硅酸盐水泥为基础,结合复合功能助剂,制备得到聚氨酯复合注浆材料。通过对该复合注浆材料的SEM观测,分析浆材固结体的防渗性能。通过水槽注浆模拟试验,研究注浆材料的浆液扩散和抗冲刷特性。利用Galerkin有限元法建立连续模型方程,数值模拟浆液的流动过程,分析注浆过程中的流场特征。通过现场工程应用,验证该复合注浆材料对山岭隧道突涌水的注浆封堵效果。研究结果表明,有机/无机杂化的空间互穿网络凝胶结构,提高了结石体的力学性能和防渗性能。浆液在动水环境下的富水砂砾地层留存率高,扩散程度好,注浆封堵效果明显。数值模拟结果与现场试验基本相符,对复合注浆材料浆液流场特征进行分析,有助于实现地下突涌水注浆治理全过程的优化控制。山岭隧道突涌水的现场应用表明,使用复合注浆材料对富水地层注浆后无渗水现象,后期经过长时间观测,封堵效果和耐久性优异。

基于CFD模拟的街区布鲁氏菌泄漏扩散特性研究

在建立兰州生物药厂附近街区建筑群模型的基础上,利用离散相模型对布鲁氏菌颗粒物的扩散情况进行了模拟,分析了不同风向下短时间的扩散特征,确定了短时间内的扩散距离及最大影响高度。研究发现:布鲁氏菌颗粒物扩散速度较快,风速3.3 m/s情况下,300 s时颗粒物已扩散到距散发源500 m处,1 h时颗粒物已扩散到距散发源2000 m处;布鲁氏菌颗粒物扩散高度随扩散距离的增大而增大。建议在排气口、邻近小区50 m高度处、散发源建筑与西北侧建筑的街谷1.5 m高度处设置实时微生物监控装置。

埋地燃气管道在土壤中小孔泄漏扩散特性研究

为减少因燃气管道泄漏而导致的爆炸事故,基于泄漏扩散模型和试验,探究管道泄漏后燃气在土壤中的扩散特性。建立全尺度燃气管道小孔泄漏试验系统,模拟埋地燃气管道小孔泄漏情形,采集土壤中甲烷体积分数,分析其随时间变化特性、与泄漏口距离关系,以及土壤系数、压力波动对甲烷体积分数影响,并与理论模型对比,分析模型值与试验值的差异,进而提出对理论模型的修正意见。研究结果表明:土壤中甲烷体积分数随时间的变化呈现陡增—稳定、S型、线性3种趋势;在管道泄漏一定时间后,土壤中甲烷体积分数与距泄漏口的距离呈现指数关系;燃气在土壤中的扩散受土壤物性参数影响;土壤中甲烷体积分数饱和时间为模型值的1/10,低压情况下,近距离土壤中燃气饱和浓度为模型值的2倍,高压情况下,远距离土壤中燃气饱和浓度为模型值的5倍。

稻谷烘干过程中的水分扩散特性与品质特性

为深入研究稻谷高效均匀化烘干过程中的水分扩散与质量转变耦合特性,该文测定了玉香油粘稻谷经50、65、80℃分别烘干时的水分有效扩散系数;检测了以上3种温度分别烘干稻谷的色差、籽粒颖壳断面孔隙率与分形维数及玻璃化转变温度,考察了已烘干稻谷的含水率、硬度、爆腰率、发芽率等过程品质差异。结果表明:玉香油粘稻谷烘干过程的有效水分扩散系数为3.576×10-8e15 684/Tm2/s;随烘干温度增加,籽粒颖壳断面的孔隙率由鲜谷的0.39±0.06依次降为0.22±0.09、0.17±0.04、0.13±0.05,但烘干稻谷的分形维数、色差、玻璃化转变温度则较其鲜谷波动增加;已烘干稻谷的含水率、硬度、爆腰率、发芽率组间差异显著(P<0.05)。50℃烘干稻谷的爆腰率、发芽率性能优,宜选为稻谷烘干常用工艺温度,研究结果为稻谷高效均化烘干提供了理论与基础数据参考。

食品干燥过程中水分扩散特性的研究进展

主要综述近年来国内外对食品干燥过程中水分扩散特性的研究现状,分析干燥过程中物料性质、工艺参数、前处理作用、干燥方式等对水分扩散特性的影响,以及水分扩散迁移与干燥产品品质之间的联系,旨在为干燥理论研究的完善提供参考。

双低油菜籽的油脂萃取动力学研究(Ⅰ)——油脂萃取过程内部扩散特性研究

采用循环连续柱萃取装置对双低油菜籽中油脂的萃取动力学进行研究 ,以获得 60 2油菜籽品种的萃取特性参数 ,建立萃取模型 ,为其油脂的加工提供理论参数。结果表明 :在萃取过程中 ,油脂的扩散系数随萃取时间呈先上升后下降的趋势。采用球形模型计算粉碎油菜籽的萃取动力学参数 ,其扩散速度常数为 0 0 0 8L/min,平衡常数为 1 570 ,萃取过程的平均扩散系数为 2 1× 1 0 -5mm2 /min。粉碎油菜籽的油脂萃取符合指数模型。

方便米粉高温高湿干燥过程水分的扩散特性

对方便米粉在高温高湿条件下干燥的水分扩散特性进行了研究。结果表明 ,方便米粉干燥的水分扩散系数为 (1.5～ 3.8)× 10 -11m2 /s。在较高相对湿度 (6 0 % )下 ,水分扩散系数随含水量下降而减小。在较低相对湿度 (2 7% )下 ,水分扩散系数随含水量下降而增大。相对湿度对干燥过程的平均水分扩散系数的影响呈先下降后上升的趋势 ,在相对湿度为 4 0 %左右时 ,扩散系数最低。方便米粉的干燥能为 2 10 0 0～ 2 4 0 0 0kJ/kmol。随相对湿度的增加 ,干燥能呈先上升后下降的趋势 ,当相对湿度在 35 %～ 4 0 %时 ,干燥能最大。

明渠剪切分层流垂向扩散特性试验研究

对直段水槽明渠剪切分层流的掺混扩散特性进行了物理模型试验研究。试验测得的断面流速、温度、紊动动能、雷诺应力等物理量,分析了分层流掺混强度和出水口附近交界面垂向热扩散系数的变化规律。结果表明掺混强度的变化规律随流态和相对位置的不同均有明显差异;出水口附近交界面垂向热扩散系数Ez与掺混强度E成正比关系,而与出水密度弗劳德数Fd0成指数递增关系;提出了Ez与E、Fd0的经验函数表达式。

生物消光材料的扩散特性

生物材料具有形态丰富、粒径分布广、培养周期短、质量密度低等特点,研究其性能特点对发展新型消光材料具有重要意义。针对生物消光材料在实际应用中的扩散特性,根据莱赫特曼扩散理论,建立了生物消光材料扩散模型,然后对典型自然环境下的生物材料扩散进行了模拟仿真,并定量讨论了风速、地面粗糙度等因素对生物材料扩散的影响。结果表明,受风速以及地面粗糙度等原因的影响,参考点高度的生物材料浓度的最大值不断减小,其空间位置也随着时间的变化不断移动。风速越大,地面粗糙度越高,生物消光材料扩散速率越大。

分组密码算法扩散特性的一种统计分析

针对已有的分组密码扩散特性的依赖性测试方法,分析了其中各统计量的概率分布,使这种统计分析方法有了较完整的理论基础。指出了NESSIE用该方法评价AES决赛算法的不足。给出了运用该统计分析方法对分组密码算法做依赖性测试时抽取样本容量的下界。

碳/碳材料细观尺度的氧扩散特性与烧蚀分析

将DSMC方法运用在材料细观烧蚀机理分析中,对碳/碳材料在典型烧蚀过程中的简化模型进行了微米量级下的氧扩散特性分析,旨在研究氧分子在材料表面缝隙中的扩散特性及其与壁面的作用规律,计算分析结果验证了纤维烧蚀结构演变特性。结果表明:沿缝隙深度方向,O2与壁面的碰撞频率不断降低;在缝隙入口处烧蚀最快,缝隙深处最慢,碳纤维随着烧蚀过程的进行不断尖化直至达到强度极限产生折断剥离;随着烧蚀过程的不断进行,O2与壁面的碰撞频率增加,材料将烧蚀得更快;在同一烧蚀条件下,O2与壁面发生烧蚀反应的概率越大,将消耗O2越快,致使O2与壁面的碰撞频率降低。

基于光学波动法研究气固两相流扩散特性

阐述了利用光学波动法测量颗粒浓度的原理,并在实验条件下,利用此原理,对前置空间组合弯头及内置楔形体的直流燃烧器出口不同截面气固两相流颗粒浓度分布作了测量研究,得出各截面浓度分布规律、扩散和衰减规律,可供分析电站锅炉稳定燃烧、节能及燃烧器改造参考.

SEED光开关的响应时间及扩散特性分析

介绍了自电光效应器件(SEED)的基本结构及工作原理,通过对其等效电阻-电容(RC)模型的分析,得出SEED电压-时间(V-t)特性及电压-半径(V-r)扩散特性的表达式.为优化器件性能,利用仿真,在不同光斑尺寸控制光入射下,对SEED的开关性能进行比较.结果表明,采用光斑半径较小的控制光入射可提高SEED的开关速度;SEED只有在控制光入射中心处才能保持其良好的开关特性.

瞬时排放泥沙颗粒团在横流中对流扩散特性的实验研究

河道维护、航道开挖及疏浚等一些工程,常常将挖掘的泥沙抛入流动的水体中,利用横流对泥沙颗粒团的对流扩散作用来稀释泥沙浓度。针对这类工程进行水环境质量影响评价时,首先要识别泥沙的运动特性。通过实验手段,研究不同级配的泥沙颗粒团瞬时排放后在横流中迁移扩散混合特性。实验结果表明,泥沙颗粒团进入水体后,在浮力、重力、阻力和横流紊动的综合作用下发生对流扩散;横流是产生泥沙对流运输的主要动力,横流的紊动作用,加强了泥沙颗粒团与水体的混合作用,并且破坏了其在静水中的双漩涡结构,因此大大地增加了垂向前锋位置和纵向扩散宽度。通过分析得出了无量纲泥沙颗粒团垂向前锋位置与时间、纵向扩散宽度与时间以及垂向前锋位置与纵向扩散宽度的3个关系式中的参数(α1、α3和α2)均值及其变化范围,可应用于抛泥对水体环境的影响评价。

非线性平衡布尔函数及其扩散特性

研究了构造高度非线性度平衡布尔函数的一般方法，给出了这类函数满足扩散特性的充要条件．

固定化细胞海藻酸钙凝胶内的扩散特性

采用浸入法,测定葡萄糖、苯乙酮酸和扁桃酸等3种物质在固定化酵母细胞海藻酸钙凝胶内的有效扩散系数.实验结果表明,相同条件下,葡萄糖的有效扩散系数De随着海藻酸钠浓度的提高而下降,优化的海藻酸钠质量分数为0.02.葡萄糖的有效扩散系数大于扁桃酸和苯乙酮酸.初始包埋量为54.4 g.L-1的固定化酵母细胞经增殖8 h后,扁桃酸在胶珠内的有效扩散系数为0.36×10-4cm2.min-1,明显小于未增殖或未包埋细胞.

重点环保城市二氧化硫扩散特性的研究

根据高、中、低架源排放污染物与地面环境质量的关系和《全国污染物排放申报登记》数据分析得出的每年各环保重点城市由高、中、低烟囱排放的二氧化硫，以及由１９９６ 年度《全国环境质量报告书》中给出的二氧化硫年均浓度，得出每个城市的年平均扩散系数。依据各城市的年平均扩散系数计算结果，将各城市划为不利于污染物扩散、较不利于污染物扩散、较利于污染物扩散和利于污染物扩散的４ 种类型，本方法在制订二氧化硫排放总量控制方案时，具有指导意义。