沙粒粒径及掺量对氯氧镁水泥性能的影响研究

氯氧镁水泥是由氯化镁溶液调和轻烧氧化镁粉制成的气硬性胶凝材料,是固废再利用的重要手段,但其成本高、耐水性较差等问题限制其大规模应用。天然沙粒作为掺料制备氯氧镁水泥,可以大幅降低成本,但其沙粒粒级及掺料如何影响氯氧镁水泥的性能还不清楚。以不同粒径(80~120目、40~80目、0.5~1 mm)天然沙粒作为掺料,并进行不同配比(沙漠沙∶氯氧镁水泥=1∶1、1∶3、1∶5、1∶7)后的材料性能分析。结果表明,掺入不同粒径与掺量的沙漠沙能够改善氯氧镁水泥的力学性能,当粒径为0.5~1 mm,掺入量为1∶1时,其抗压强度可达281.04 MPa,总体提升较高;将天然沙漠沙加入氯氧镁水泥中,能够明显改善氯氧镁水泥的微观形貌,有效填充孔隙,提高密实性,进一步提高材料的力学性能;在氯氧镁水泥中加入天然沙漠沙产生新的物相,并且加入天然沙漠沙可有效地提升氯氧镁水泥的凝固速度和抗压强度。

沙粒粒径与含沙量对离心泵空化特性的影响

为了研究沙粒粒径与含沙量对离心泵空化特性的影响,对含沙条件下与清水介质下离心泵内部空化流场进行数值计算。所采用沙粒粒径分别为0.005、0.010、0.015 mm,含沙量分别为0.5%、1.0%、1.5%。通过对清水介质外特性与平头圆柱空化流动进行数值计算并与试验结果相对比,验证算法的可靠性。计算结果表明:含沙量为1.0%时,随粒径逐渐增大,沙粒对空化的影响表现为先促进、后抑制;沙粒粒径为0.010 mm时,随含沙量不断增多,沙粒对空化的影响表现为先促进、后抑制。高压条件下,清水介质中无空化泡产生,含沙水流中均有少量空化泡产生。空化充分发展时,与清水介质相比,含沙水中空化泡分布表现为先增大、后接近、再变小。在沙粒磨蚀与空蚀的共同作用下,含沙水流条件下的扬程均低于清水介质下的扬程,且分别随粒径、含沙量的增加,逐渐减小。

沙粒粒径对水力机械材料磨蚀性能的影响

对于运行于多泥沙河流的水力机械而言磨蚀问题不可避免,磨蚀会造成水力机械过流部件失重、变形,带来效率下降、维护成本增加等问题。目前针对磨蚀破坏机理的研究尚不完善,该文利用旋转喷射磨蚀试验装置对4种水力机械常用材料进行5种不同沙粒粒径下的磨蚀试验,借助扫描电镜及激光共聚焦扫描电镜对试件磨蚀表面进行二维和三维形貌观察,探究沙粒粒径对水力机械材料磨蚀破坏失效行为的影响规律及作用机理。结果表明:沙粒粒径为0.043、0.147及0.248mm时,试件磨蚀累计质量损失与时间呈线性相关,而粒径为0.349与0.449mm时质量损失与时间满足Gauss函数关系;沙粒粒径会影响试件的磨蚀特征,粒径为0.043 mm时试件表面磨蚀破坏主要为沙粒的垂直冲击磨损与空蚀,无明显水平方向的切削磨损,粒径为0.147、0.248、0.349及0.449mm时试件表面的磨蚀破坏以水平方向的切削磨损和空蚀破坏联合为主,并伴有一定量的垂直冲击磨损;通过分析4种材料的磨蚀特征,发现磨蚀质量损失与粒径大小二者之间存在强相关区与弱相关区的关系。该研究可为合理控制水力机械过流粒径大小及制定抗磨措施提供参考。

冲蚀速度及沙粒粒径对铝青铜冲蚀磨损的影响

利用旋转式冲蚀试验机对QAl9-4铝青铜在含SiC沙粒的3.5%NaCl中的冲蚀磨损行为进行了研究。结果表明,在介质流速小于28.3m/s时,失重量随介质流速的增加而增大;失重随沙粒粒径变化有明显的转折点,在粒径为0.3mm时材料流失最为显著。沙粒粒径变化引起QAl9-4铝青铜冲蚀磨损行为的变化,小粒径时以犁削磨损为主,大粒径时锻打挤压作用增强的同时犁削磨损作用减弱。

沙粒粒径与含量对喷嘴空化的影响

为了研究沙粒粒径与含量对空化的影响,通过模拟清水介质下的空化流动,并与实验结果对比,验证算法的可靠性.通过计算含沙水流条件下的空化流动,揭示粒径与含量对空化影响的规律.研究结果表明:沙粒促进空化发展时,体积分数为0.9的空泡较清水介质下的大;沙粒抑制空化发展时,空泡较清水介质下的小.随粒径增加,促进空化发展的含沙量范围逐渐减小,抑制空化发展的含沙量范围逐渐增大,表明粒径与含量共同影响空化的发展.沙粒对空化发展的影响与空化核子、滑移速度、黏滞性和粗糙度等因素有关.

沙粒粒径和外电位对黄铜腐蚀磨损的影响

利用自制旋转圆盘式空蚀与冲蚀联合作用试验装置,在质量分数为3.5%的Na Cl溶液中试验研究了沙粒粒径和外电位对黄铜腐蚀磨损行为的影响.结果表明:在相同质量分数下,沙粒粒径对黄铜腐蚀性能的影响较小;但黄铜冲刷腐蚀的主要失重方式受沙粒粒径和外电位影响,沙粒粒径较小时,黄铜的流失形式为磨损腐蚀,沙粒粒径较大时,流失形式随外加电位正移由磨损腐蚀转变为磨损.在黄铜冲刷腐蚀中,腐蚀磨损交互作用是引起黄铜流失的主要原因,且以腐蚀对磨损的促进作用更为显著,同时随沙粒粒径的增加及外电位正移,腐蚀磨损交互作用更加突出;基于腐蚀磨损失重率、沙粒尺寸和外电位的冲腐蚀材料流失图表明:在低电位条件下,沙粒粒径对腐蚀磨损总失重率的影响较小,在高外电位条件下,腐蚀磨损总失重率随沙粒粒径的增加急剧增加.

沙粒粒径对TC4钛合金冲击界面损伤行为的影响

在新型冲击磨损试验机上考察了沙粒粒径(120~380μm)对TC4钛合金冲击损伤行为的影响,研究了不同沙粒环境下TC4钛合金的冲击磨损机制及其界面响应.结果表明:沙粒对TC4钛合金的冲击磨损行为影响显著,TC4钛合金在冲击过程中会出现沙粒破碎并堆积在钛合金表面,使其磨损表面明显增高;随着砂粒粒径不断增大,冲击力峰值显著减小,冲击接触时间变长,界面能量吸收率明显提高,磨损面积明显增大;随着冲击次数增加,冲击力峰值下降,界面能量吸收率提高,磨损表面的材料堆积体积逐渐增大.在沙粒的冲击作用下,TC4合金的冲击磨损机制主要表现为沙粒对材料的切削和磨屑在界面的堆积.

宁夏中部干旱带不同自然地貌风蚀沙粒粒径特征研究

以宁夏中部干旱带不同自然地貌作为试验样地,应用诱捕法收集风蚀沙粒,通过激光粒度分析仪分析沙粒粒径后,判断各试验点的土壤组成,分析评价沙粒粒径与地表风蚀相关性。结果表明,半固定沙地、流动沙地以及沙柳林地风蚀沙粒以细沙粒为主,占比95%左右,粗砂粒占比5%左右,无粉粒,风蚀沙源主要以就地起沙为主;花棒林、沙蒿林和农田防护林带内风蚀沙粒有8%~12%粉粒,天然草地粉粒占比29.04%,放牧草地粉粒占比69.38%,细沙粒含量较少,植被固沙效果明显,风蚀强度呈下降趋势,沙源以就地起沙为主,但有部分沙源属于外来沉降,土壤状况逐步改善;柠条退耕地、废弃村庄以及封育草地的固沙效果较好,风蚀沙粒主要以粉粒为主,占比90%,风蚀沙源多外来沉积,风蚀强度降低;耕作农田中黄绵土粉粒比例一般高于风沙土,抗风蚀能力较强。

基于DPM的沙粒粒径对射流泵冲蚀磨损特性研究

常用射流泵进行河道抽水灌溉时,河水中泥沙的冲蚀容易导致泵体变形破坏及工作效率降低,甚至失效。为研究不同粒径的沙粒对射流泵的磨损情况,首先建立了射流泵内流场三维模型,基于离散相模型(DPM)模拟并讨论了细沙、中沙、粗沙等三类八种粒径(0.06mm、0.25mm、0.35mm、0.50mm、0.65mm、0.80mm、1.4mm、2mm)沙粒的运动轨迹及对射流泵泵体、喷管、喉管的冲蚀磨损特性,结果显示沙粒粒径越大,轨迹在吸入室内覆盖的范围越大;粒径为0.8mm的中沙对泵体的冲蚀磨损最严重,粒径为1.4mm的粗沙对喷管、喉管的冲蚀磨损最严重。

硬质沙粒对TC4钛合金冲击磨损的损伤行为的研究

在新型冲击磨损试验机上,以TC4钛合金作为研究对象开展了在硬质沙粒条件下的冲击试验.考察了沙粒粒径(120~380μm)、冲击次数对TC4钛合金冲击磨损行为的影响.研究结果表明:粒径能显著影响TC4钛合金的冲击磨损行为.在冲击过程中硬质沙粒会不断切削、挤压试样表面,造成较大的材料损失.随着沙粒粒径的增加,磨损面积增加,冲击力峰值、磨损深度和界面的能量吸收率都呈现先增加后减小的趋势.随着冲击次数的增加,冲击力峰值和界面能量吸收率增加,磨损加剧.硬质沙粒冲击作用下TC4钛合金的磨损机制主要表现为沙粒棱角对试样表面的微观切削和挤压剥落.

固定沙质床面的空气动力学粗糙度

通过固定沙质床面的空气动力学粗糙度z0的风洞实验研究,结果表明,z0与沙粒粒径的关系为:z0=a1+b1D2ln(D),并非Bagnold的1/30定律,也不是其他研究者的z0与沙粒粒径D的固定关系。Bagnold的1/30定律仅对有限风速情况和非常狭窄的颗粒粒径范围有效。风也是影响空气动力学粗糙度的活跃因子。z0与沙粒粒径,z0与摩阻速度,z0与摩阻雷诺数之间的关系都与风速有关。类似于水利学粗糙度,将空气动力学粗糙度划分为空气动力学完全光滑区、过渡区和完全粗糙区三个区域。

湿沙的风蚀起动风速实验研究

在土壤风蚀研究中 ,Bagnold建立的干沙子的起动风速与沙粒粒径关系的表达式已被广泛接受。然而 ,沙子含水率是影响沙粒起动风速的重要因子 ,因为沙子在湿润状态下 ,水分子与沙粒颗粒之间的拉张力增加了颗粒间的内聚力。通过风洞模拟实验研究了各种粒径的沙子在湿润状态下的起动风速。实验结果表明 ,湿沙的起动摩阻速度与干沙的起动摩阻速度之比——相对起动摩阻速度能更好地反映沙子含水率对起动风速的影响。

沙粒对碱土饱和导水率和盐分淋洗的影响

为探求碱土饱和导水率与出流液电导率及pH之间的关系,采用室内模拟实验对含沙粒碱土的饱和导水率、出流液电导率及pH进行测定,分析了沙粒添加量和粒径对碱土饱和导水率、出流液电导率及pH的影响。结果表明:随沙粒添加量逐渐增加,碱土饱和导水率不断升高,两者呈极显著指数关系;碱土饱和导水率随沙粒粒径增加呈无规律的变化趋势;出流液电导率和pH值随沙粒添加量增加而降低,电导率和沙粒添加量间存在指数函数关系,但pH与沙粒添加量间无函数关系;出流液电导率和pH值随沙粒粒径增加均呈无规律变化趋势;出流液电导率和pH值均随饱和导水率的升高而降低,二者与饱和导水率间均呈对数关系。

不同下垫面沙通量估算——以策勒绿洲—沙漠过渡带为例

通过对研究区域风速和沙通量的实测数据,分析了策勒绿洲—沙漠过渡带上流动沙地、半流动沙地和固定沙地下垫面风沙活动参数,并进行了不同下垫面模型的推导与验证。研究结果表明:(1)空气动力学粗糙度受到地表植被盖度和风速的共同影响,流动沙漠起沙后,空气动力学粗糙度随风速的增大而升高,半流动沙漠和固定沙漠空气动力学粗糙度随风速的增大而降低,空气动力学粗糙度随地表植被盖度和植被高度等的增大而升高。(2)策勒绿洲—沙漠过渡带流动沙漠、半流动沙漠、固定沙漠的沙通量模型利用Bagnold模型与实际沙通量校正后确定,流动沙漠、半固定沙漠、固定沙漠的幂值分别为3.65、3.57、2.92,B值分别为4.33×10^(-11)、6.27×10^(-11)、2.61×10^(-9)。(3)2014年3~9月,策勒绿洲沙漠过渡带流动沙漠、半流动沙漠(植被盖度约为10%)、固定沙漠(植被盖度约为40%)的输沙通量分别为5 679.4 kg·m^(-1)、1 033 kg·m^(-1)和176.2 kg·m^(-1),植被对下垫面沙通量的影响显著,半流动沙漠的沙通量为流动沙漠的18.2%,固定沙漠沙通量占流动沙漠沙通量的3%。

低含水率沙床的临界起沙风速

针对目前对风沙起动机制的认识有限的现状 ,采用量纲分析法推导出对湿沙床的起沙有影响的 4个无量纲数 .经分析得到起沙风速与沙床沙粒粒径和沙床粘结力间的数量关系 .通过建立沙床粘结力与含水率、沙粒粒径的关系式 ,得到临界起沙风速与沙粒粒径、含水率间的定量关系式 .认为低含水率沙床的风沙起动风速与颗粒粒径的一次方和沙床含水率的 1/ 4次方成线性关系 。

尼龙网方格沙障的风沙流颗粒分布特征

为了探讨塔克拉玛干沙漠腹地风沙流结构特征及尼龙网方格沙障对风沙流颗粒的分异作用,于2015年4月—2015年6月,选取裸沙地和沙障2种下垫面,利用集沙仪对地表风沙流进行观测,分析了尼龙网沙障对风沙流结构和沙粒粒径分布的分异过程。结果表明：（1）风沙流结构在裸沙地符合指数分布（y=321.025e-10.16x,R2=0.94）,在沙障前部和中部分别表现出＂象鼻＂效应特征和近似于倒置的＂象鼻＂;沙障的设置,明显减少了近地面（0~42cm）的输沙量。（2）在裸沙地,极细沙和粗粉沙输沙量在垂向分布上符合指数递减规律;极细粉沙、细粉沙和中粉沙的输沙量在下段呈指数递增分布,在上段呈指数递减分布,经过沙障后,近地面约0~32cm高度范围内沙粒的输沙量垂向分布特征发生了显著变化。（3）沙障的设置不仅改变了风沙流的水平分布,也改变了不同粒径沙粒的水平分布,其中细沙的水平分布变化最显著。

沙虫养殖

投苗 养殖场地要求风浪较小，潮流畅通平缓，水质良好，无陆源污染，退潮后平坦湿润，每天退潮后千露时间小于6小时，涨潮时水深80～120厘米。海区盐度为25％。左右，养殖水体与育苗盐度差不宜超过5‰。滩涂底质疏松不结块，含沙量为80～90％，沙粒粒径为0。5～2mm的中砂。

N80钢在含沙和含Cl^-溶液中的冲刷腐蚀行为

采用旋转圆柱电极冲刷腐蚀装置并辅以电化学工作站,结合失重法和电化学测试方法研究了NaCl含量和沙粒粒径对N80钢在含沙、含Cl^-液固两相流溶液中的冲刷腐蚀影响规律。结果表明:Cl^-在N80钢的冲刷腐蚀过程中发挥了至关重要的作用,在不含NaCl的情况下,试样的腐蚀失重极小;当NaCl质量分数为3.5%时,试样的腐蚀速率最大。N80钢的冲刷腐蚀临界粒径为0.125~0.21mm。

基于Schnerr-Sauer模型的喷嘴含沙空化流动计算

为深入了解高速流动状态下的含沙水空化特性,研究不同沙粒粒径和沙粒含量下的二维喷嘴的空化流动,通过计算沙粒特性对空核、虚拟质量力、滑移速度、萨夫曼升力及湍动能的影响来探究喷嘴流动的空化初生与发展。计算结果表明:空化发生在喷孔入口段,且随静压、气体体积分数、沙粒呈对称分布;空化数随沙粒含量和沙粒粒径的变化对流动影响的程度不同,沙粒粒径对空化流动影响更加明显,当沙粒含量不变时,空化数随沙粒粒径的波动程度较大,且沙粒粒径为0.06、0.07、0.08 mm时的空化数波动程度比沙粒粒径为0.02与0.04 mm时更大。

起沙风速的观测方式及其影响因素研究综述

起沙风速作为研究风沙运动规律、解决风沙工程问题的关键指标之一受到广泛关注。学者们根据研究目的及内容的不同总体主要采用两种研究方法:一是利用风速仪在野外进行直接测量;二是在之前学者研究的基础上,利用理论模型,通过计算临界摩擦速度等求得起沙风速。学者们在选择研究方法时会以研究内容作为参考,而起沙风速的影响因素是其中重要的一项。起沙风速受多种因素的影响,通常情况下:①起沙风速随粒径的增大而增大,但含水量变化会使这种现象发生改变;②植被覆盖度越大、植被类型越丰富、组合模式越复杂起沙风速越大;③地表结皮率、砾石覆盖度、地表粗糙度等均会对起沙风速产生影响。