操作条件对下行床油剂混合区液固接触的影响

利用由催化剂染色法和模式识别法结合微观成像系统组成的定量测量系统分别考察了下行风、剂油比和气液比等操作条件对油剂接触效果的影响程度。其中剂油比对油剂接触效果的影响最大;下行风的增加会造成油剂接触效果变差;随着剂油比的增加着色率和深度染色率均下降并存在一个明显的拐弯点(当剂油比等于25时),油剂接触效率随着剂油比的增大呈上升趋势。气液比对油剂接触的影响较复杂,受剂油比的影响较大,着色率和深度染色率在不同剂油比下的变化趋势不同。因此在下行风较低、采用符合反应要求的剂油比和与此剂油比相匹配的最优的气液比时能达到较为理想的油剂接触效果。

浸矿过程中固-液接触形式及影响因素

根据溶浸采矿类型及固液相对运动方式,结合表面物理化学机制,考察了浸出过程中浸出液与矿石的接触形式;同时从表面自由能和力学角度出发,探讨了浸润功、沾湿功、铺展系数和毛细上升高度公式。结果表明:影响浸出液与矿石接触的最主要因素为浸出液表面张力、接触角、矿石表面性质和外界温度以及浸出液在矿石表面的运动。针对溶浸采矿工艺,提出了几点建议。

固-液接触角对池内核态沸腾换热特性的影响

在考虑固-液接触角影响的半理论沸腾换热模型的基础上,将沸腾换热特性表达为过热度、固-液接触角和物性参数的函数;通过图解法推导出考虑固-液接触角影响的沸腾换热特性的预测关系式;利用无壁面毛细力影响的平坦金属表面或金属表面镀膜加热面在不同饱和压力条件下的饱和水实验数据,获得了适用于不同饱和压力和接触角条件下饱和纯液体工质的半经验沸腾换热关联式,并验证了所获常压饱和水池内核态沸腾的热流密度预测关系式的适用性.结果表明,热流密度预测关系式的计算值与其实验数据较吻合.

反应蒸馏塔内催化剂不同装填方式的液固传质效率

采用苯甲酸颗粒-水-空气系统,进行了气液两相逆流状态下的传质实验,获得了规整装填和散堆装填两种不同装填方式对液固传质系数的影响。分析得出在载点以下的操作范围内,气液逆流反应蒸馏塔内液相雷诺数的变化对传质影响较大,气相雷诺数的影响则不明显;并且散堆装填的液固接触效率明显好于规整装填,两者效率之比为1.72倍,并采用液固接触效率关联了传质Sherw ood数,得到了如下关联结果:Sh/S c1/3=4.651.1R e0.L 245。

固-液接触法制备乙烯

采用滴液式气体发生器为反应装置,以固体乙烯利和30%氢氧化钾溶液制备乙烯。利用固-液接触法制备乙烯,反应速率可控,无盐析和液泛现象,制气效率达90%以上,并且实验装置体积小、制气量大,为实验室制备乙烯提供了一种简便安全的方法。

固体粉末在液体表面上的铺展性能研究

采用不同量的全氟烷基季胺碘化物(JF-111)对膨胀玻化微珠进行表面改性,利用Corel videostudio视频软件和IPP图像软件对改性膨胀玻化微珠在液体表面的铺展性能进行分析,通过测量铺展面积、铺展平均速度和铺展的均匀性研究了固体粉末粒径、固液接触角以及铺展液面性质对固体粉末在液面上铺展性能的影响。并与聚四氟乙烯作了对比研究,探讨粉末类型对粉末铺展性能的影响。研究结果表明:不同的固体粉末在同一液面上铺展,不能用铺展系数的大小对比二者的铺展情况。对于同一种基体粉末,铺展系数越大,即固液接触角越大,越容易铺展,而且铺展越均匀。就膨胀玻化微珠粉末而言,粒径越小,越容易铺展;液面相对于固体的表面能越高,固体粉末越容易在液面上铺展。

加热面上液滴的冲击行为及Leidenfrost现象

以银及覆有绝热薄层的银为传热面，利用高速摄影技术，考察了传热面特性及初始温度对液滴冲击行为的影响，讨论了Ｌｅｉｄｅｎｆｒｏｓｔ点的发生机理，并对冲击液滴在传热面上的最大扩展直径及滞留时间进行了理论分析。初始传热面温度为Ｌｅｉｄｅｎｆｒｏｓｔ温度时，无论有无覆层，液滴冲击时均发生固液接触，液滴在传热面上的滞留时间大于液滴的自由振动周期。

黏土颗粒间液桥从形成至断裂时毛细力的演化规律

通过土颗粒间形如液桥的水分毛细力认识和解释非饱和土的持水特性日趋为土力学界所关注。为研究黏土颗粒间液桥毛细力的演化规律,将黏土颗粒其简化为一对平行的片状颗粒,不考虑黏土颗粒表面的粗糙度。以Young-Laplace方程为基础,推得表征黏土颗粒间液桥毛细力关于固-液接触角和液桥体积的无量纲表达式;再令该无量纲表达式为0,绘制出固-液接触角与无量纲液桥体积的关系曲线,将1/3<vLB<1范围划分为液桥的断裂区、形成区和消失区,这种分区方法对描述黏土样在毛细阶段和吸附阶段的持水特性至关重要。最后,分析了液桥形成时毛细力与液桥体积和固-液接触角的关系,结果表明:当固-液接触角一定时,液桥的毛细力随其体积增大呈递增趋势,而当液桥体积一定时,其毛细力随固-液接触角增大呈先增后减的趋势。

微重力环境下低温推进剂贮箱内气液界面形变特性研究

为保证低温推进剂在轨安全储存,提高主动控压系统效率,开展微重力下“气枕”的构型及形变特性的研究至关重要。采用流体体积函数法模拟微重力条件下低温液体推进剂贮箱内“气枕”的形变特性及液-固接触角、重力水平等因素对“气枕”构型的影响。结果表明:由于表面张力作用的存在,液体沿着壁面依附爬升,贮箱内“气枕”最终构型为椭球形回转体。在液体爬升过程中,液体对固体的浸润度随液-固接触角及重力水平的增大而减小,当重力水平小于10-3g,液-固接触角小于20°时,液体浸润面积占比最大,对于低温推进剂长期在轨储存最有利。

改良型复合浆液在地表渣台火区的应用

为了解决黑岱沟煤矿南帮S01综放工作面因上覆近距离高温松散体存在的裂隙使得工作面在正常回采过程中易受地表渣台高温火区有害气体侵入威胁及引起采空区遗煤自燃问题,基于传统预防性注浆防灭火理论基础,提出改变固液接触角、表面张力等特性进而达到提高浆液的动力学特性及润湿性能,实验过程找出具有最佳起泡性、润湿性等防灭火效果的复合浆液。实践证明,改良型复合浆液对工作面上覆渣台重点区域的注浆治理效果突出,能够确保工作面安全生产。

气液叉流下受热液膜的热质传递特性

采用VOF两相流模型研究了气液叉流条件下受热液膜热质传递特性,在模型中添加了表面张力源项和气液相间传质源项.为了验证所建立模型的可靠性,采用非接触式红外热成像测温方法,进行了相应的气液叉流试验.对叉流条件下受热液膜热质传递过程进行了试验和模拟计算,结果显示无量纲壁面温度计算结果与试验结果吻合很好.应用所建立的模型,模拟计算并分析了表面张力、固液接触角、液膜流量等因素对液膜流动侧形和热质传递性能的影响,结果表明:在其他参数保持不变的情况下,表面张力从0.014 N/m增大到0.072 N/m的过程中,液膜覆盖面积由82.7%减小到73.2%;固液接触角从30°增大到60°的过程中,液膜覆盖面积由80.6%减小到69.4%;液膜流量越小,液膜厚度越小,越有利于液膜的蒸发;相反,较高的液膜流量会使液膜厚度增大,阻碍了液膜蒸发,从而使外掠过液膜的单位体积空气含湿量减小.

浅谈液桥在土颗粒间的作用规律

将土颗粒简化为一对不等径的湿颗粒,并且建立液桥模型;假定液桥形状为圆弧状,并且不考虑重力和浮力的作用。利用数学方法导出液桥无量纲的表达式,通过绘制液桥体积与固-液接触角的关系曲线,将液桥从形成至断裂分为三个区域;结合基质吸力的计算公式,引入数学模型,对非饱和土抗剪强度进行推测与验证。

疏水表面液滴合并弹跳过程的数值模拟

液滴合并弹跳对强化热泵空调系统中的凝结传热及防结霜、除霜等方面均有良好的应用前景。在综合考虑固-液、气-固和气-液表面自由能,重力势能,液滴内部黏性耗散功及表面黏附功的基础上建立了液滴合并及弹跳的分阶段能量模型,并进行了超疏水表面不同半径液滴合并弹跳时的模型模拟与实验验证,得到较好的吻合。基于该模型研究了液滴数量、半径均匀性及不同表面状态对液滴合并弹跳过程的影响规律。结果表明,液滴数量增加时,合并阶段临界接触角由120°减小至105°,半径尺寸均匀性增加时,弹跳阶段临界接触角从140°减小至130°。当表面接触角大于140°时,固液接触系数影响微乎其微。可见,液滴数量的增多及液滴尺寸均匀性的提升有利于合并弹跳过程的发生,固液接触系数对合并弹跳过程的影响程度随表面接触角的增大而减小。

固体表面张力系数假设及应用

一、固体表面张力系数假设在参考文献[1]中指出:“固体表面同样有张力,由于固体不能自由流动,其形状的变化才很不显著……”.既然固体也具有表面张力,我们不妨象定义液体表面张力系数那样定义固体表面张力系数.定义:固体表面张力系数a_s为表面单位长度所受的张力(或增加单位表面积所增加的表面能)即:f=a_sL (1)

考虑固-液接触角影响的粗颗粒间液桥毛细力计算方法

从土颗粒间形如液桥的水分毛细力认识和解释非饱和土的水力特性日趋为土力学界所关注。为研究固-液接触角对粗颗粒间液桥毛细力的影响,将粗颗粒简化为一对不等径球体颗粒,假定液桥的形状为圆环且不考虑颗粒重力和浮力的影响,结合液体被粗颗粒完全和不完全浸润两种情况提出了考虑固-液接触角影响的液桥毛细力联合迭代算法。随后研究了固-液接触角、液桥体积和颗粒半径比对毛细力与颗粒间距的无量纲关系的影响。最后利用已有文献中考虑固-液接触角时不等径球体颗粒间液桥的毛细力实测值对该算法进行了验证,通过计算液桥毛细力预测值与实测值之间的均方根误差发现联合迭代算法在表征液桥毛细力与颗粒间距关系时优于已有公式。

激光织构化不同材料表面对润湿性能的影响

采用激光微织构加工技术分别在SAF2507双相不锈钢和碳纤维增强聚醚醚酮(CF/PEEK)表面制备不同形状、面积占有率的微织构凹坑,通过润湿性试验分析时间、液滴体积、微织构形状与面积占有率、液滴种类对润湿性的影响。结果表明:液滴润湿材料表面过程中,固液接触角先随时间迅速减小,后保持在一个较为稳定的值;使用体积较大的液滴测量接触角时,液滴铺展的速度减缓,接触角的测量值变小;CF/PEEK表面的接触角随微织构面积占有率的增大而减小,SAF2507表面的接触角随微织构面积占有率的增大而增大;微织构面积占有率相同的表面,方柱形微织构表面的接触角小于圆柱形微织构表面,润湿效果更好;天然海水在光滑和织构表面的接触角均小于蒸馏水。

差动导湿、散热、干爽针织物的导湿性能研究

在已有的导湿理论的基础上,选择合适的纱线、编织工艺、整理工艺开发差动导湿、散热、干爽针织面料,并对该面料的导湿快干性能进行了测试分析。在实验分析的基础上进一步讨论了导湿理论,提出了织物差动导湿性能的概念及开发差动导湿、散热、干爽针织面料应考虑的设计因素。

插板法测表面张力公式的新证明及讨论

从力平衡的角度 ,建立固液接触角为零度时插板外液体的物理数学模型 ,推导证明液体表面形状曲线方程 .然后证明固液接触角不为零度时的一般情况 ,为测量依据公式提供一种新的证明方法 .最后 ,通过讨论得出 3点有意义的结论 .(1 )对于一定的液体 ,不同材料插板所引起液体上升的实际高度不同 ,但最高固液接触点都落在同一曲线上 .(2 )可以通过测量直线距离代替接触角的作测 ,以提高表面张力的精度 .(3)由直线距离测量所得表面张力测量的相对误差 ,是直线距离测量相对误差的两倍 .

Kinetics of reactive wetting of graphite by liquid Al and Cu-Si alloys

In order to reveal the physical essence of the spreading process of reactive wetting,a sort of model of energy to explain the driving force and wetting mechanism was presented.The reactive wetting of molten A1 and Cu Si on graphite was studied by a modified sessile drop method under a vacuum,in which the contact angles were measured by ADSA software.The thermodynamic and kinetic processes of the typical reactive wetting were focused on,the thermodynamic equations of energy relations were derived,the interfacial energy of graphite and solid-liquid interfacial energy versus time at the triple line were calculated,and the dynamics model of interface energy is established.The presented dynamics model is verified by means of experimental results,and it is shown that solid liquid interfacial energy decreases with time in exponential relationship.It provides a new method for reference to explain the process from the angle of energy.