现有泥沙理论的不足和改进——扩散模型和费克定律适用性的讨论

描写混合物运动可以采用单流体模型、扩散模型和双流体模型，本文简要介绍了这三种模型，并作了比较，指出：单流体模型方程少、求解简单，但解中包含的信息量少；后两种模型包含的信息量相等，由于扩散模型方程组可从双流体模型方程组引入某种近似后推导出来，它的求解比双流体模型方程组简单，但包含一定的误差．本文分析了这种误差与运动介质物性的关系，给出了扩散模型的适用范围，说明了为什么对于气体混合物常用单流体模型或扩散模型，而对于气－固混合物大多采用双流体模型．液－固混合物性质介于上述两种混合物之间，扩散模型对于它基本上适用，但并不完全适用．扩散模型中的扩散速度表达式，常根据费克定律给出．本文指出了费克定律的局限性，并把它与泥沙运动力学目前遇到的困难联系起来，由此说明采用更一般的扩散速度表达式的必要性．

瞬态扩散传质质量传递规律非费克效应研究

瞬态扩散传质质量传递规律非费克效应研究姜任秋（哈尔滨工程人学动力工程系哈尔滨１５０００１）孔样谦（上海交通大学能源工程系上海２０００２９）董红星，刘顺隆（哈尔滨工程大学化学工程系哈尔滨１５０００１）关键词瞬态扩散传质，费克定律，非费克效应瞬态扩散传质...

包装金属试样在盐雾箱中加速倍率的研究

利用费克定律,对用薄膜包装的金属试样在盐雾箱试验中的加速倍率进行了推导.结果表明,与自然环境中的试样相比,在盐雾箱中,用薄膜包装的金属试样和裸露金属试样具有相同的加速倍率.通过聚乙烯薄膜包装的金属试样的加速倍率测试对这一结论进行了验证.

质子交换膜燃料电池系统平板膜增湿器性能

分析了影响燃料电池系统中平板膜增湿器性能的因素,基于溶解扩散理论,描述平板膜增湿器增湿机制。利用费克定律、傅里叶定律、牛顿冷却定律建立了平板膜增湿器传质传热模型,通过实验和模型相结合的方式分析各个参数如何对平板膜增湿器传质、传热起作用,为气液换湿的平板膜增湿器设计提供依据。

植物油纸绝缘的微水扩散特性

植物油纸绝缘的微水扩散特性研究,是采用植物绝缘油作为绝缘材料的高压电气设备内部微水质量分数监测与危险性评估的基础。为此,采用费克第二扩散定律一维模型,推导出菜籽绝缘油浸纸微水扩散方程;设计了菜籽绝缘油浸纸微水扩散实验系统及实验方法,根据实验结果拟合出菜籽绝缘油浸纸中微水扩散系数;根据定解条件并采用分离变量法求解,得出菜籽绝缘油浸纸中微水质量分数分布计算公式,并对菜籽绝缘油浸纸微水质量分数动态分布进行了仿真计算,并与矿物绝缘油浸纸微水质量分数分布计算结果进行对比分析。研究结果表明,由于菜籽绝缘油能通过界面粘滞力、亲水性和氢键作用等方式,对微水从菜籽绝缘油向绝缘纸中的扩散具有明显的抑制作用。

油纸绝缘微水扩散的暂态分布模型

用费克(Fick)第二扩散定律推导油纸绝缘中微水扩散的方程,通过分析边界条件并用数值分析法求解该偏微分方程,得到不同时刻绝缘纸中微水浓度随厚度变化的分布曲线,通过对这些分布曲线的积分计算获得绝缘纸中平均微水浓度随时间的变化曲线,数学分析和实验结果都表明该曲线符合指数函数,但该指数函数的平衡时间受温度、油纸绝缘中微水的稳态浓度、绝缘纸的厚度和透水方式等因素的影响,计算机仿真表明这几种因素对平衡时间的影响是互相独立的。最后通过求取所有单个因素下的平衡时间计算式,综合得到多个因素下的平衡时间的计算方程式。

氯离子侵蚀环境下混凝土结构的耐久性评估

对氯离子侵蚀环境下混凝土结构的耐久性评估方法进行了研究。尝试运用结合费克扩散定律的泊松分布来描述氯离子侵蚀现象,给出了相应的公式。并且运用该方法对某钢筋混凝土码头进行了耐久性评估。对于耐久性可靠指标较低的混凝土结构,要进行适当的处理,以增强其耐久性。这种方法可以为氯离子侵蚀环境下混凝土结构的耐久性评估和加固处理提供一定的参考和依据。

综合机制下氯离子扩散迁移模型及敏感性研究

缩短钢筋混凝土结构使用寿命的主要原因之一是氯离子对混凝土的扩散侵蚀。研究各种因素对氯离子扩散的影响,准确预测氯离子侵蚀程度是修复和加固钢筋混凝土结构的重要依据。作者基于Fick第二定律,推导出混凝土氯离子综合机制扩散迁移模型,确定了温度、时间、混凝土结合作用以及结构劣化效应与氯离子扩散系数之间的关系,并对各种影响机制的内在相关性和重要性进行了敏感性分析。经过工程实验验证,证明了改进后的氯离子扩散迁移模型的正确性和合理性。

硅铝分子筛骨架脱铝模型

通过把硅铝分子筛的骨架脱铝过程简化为分子筛骨架中杂原子的扩散和空位的形成及迁移过程,使用费克第二定律建立扩散方程,得到任意时刻铝原子的浓度关于位置的函数,并讨论了影响脱铝的几个重要因素.用XPS、红外光谱和27Al-NMR测定在一定条件下处理后的氢型丝光沸石和ZSM-5的骨架硅铝比的变化,并与由所建立的数学模型计算出的骨架硅铝比比较,验证了公式的准确性.

基于干涉条纹极值点质扩散系数的数学描述

以费克第二定律为理论基础,依据半无限厚板中扩散过程的原理建立质扩散数学模型,并在模型中采用激光全息干涉实验方法测得干涉条纹极值参数,进而获得液液质扩散系数数学描述。测得温度为15℃时,浓度0.10 mol/L的蔗糖溶液向水溶液中扩散产生的干涉条纹极值,计算出蔗糖溶液液相质扩散系数值,与文献值比较,其误差为3.67%,标准偏差为0.378,验证了基于干涉条纹极值点质扩散公式的准确性。为化工工程上研究替代制冷剂急需的质扩散系数的理论研究提供了有效的数学方法。

薄膜扩散技术检测黄芩中的钴离子含量

基于费克扩散定律的薄膜扩散技术(DGT)是一种新兴起的分析技术,采用可渗入离子的薄膜将结合相与待测溶液隔开,控制离子扩散,进行定量富集,然后联合原子吸收测定,应用薄膜扩散技术计算公式,可以有效测定待测溶液中痕量金属离子的含量。本文以该技术确定了检测黄芩中钴离子(Co2+)的最佳实验条件,并将检测结果与传统技术检测结果相比较,结果表明薄膜扩散技术对黄芩中水合钴离子Co2+和某些简单有机Co2+络合物有较好的富集效果,本文为薄膜扩散技术在中草药痕量元素分析中的研究和应用开启了新篇章。

Matlab在城市表层土壤重金属污染传播中的运用

针对城市表层土壤重金属污染问题,运用Matlab软件绘出重金属元素的空间分布图,并根据Muller地积累指数分级,分析了城区内不同区域重金属的污染程度以及污染的原因。考虑到重金属污染物的传播特征和土壤在不同类区的饱和度,结合费克扩散定律,建立了不同的分子传播扩散模型,并运用因子分析法,从而确定了污染源。

氨、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、二氧化氮和二氧化硫的无动力式比色剂量计

测定空气中有害气体和蒸气的浓度可用:(1)手抽泵和比色检测管(2)电池驱动的低流量泵和检气管(3)泵和活性炭管(4)由电池驱动泵和比长度比色管(5)不能直读的扩散渗透型剂量计等方法进行。但它们均不能直读,需要如泵等的辅助设备或要作分析测定。

贵州红枫湖水体叶绿素a的分布与磷循环

于2009年8月(夏季)和2010年1月(冬季)在贵州红枫湖采集了分层湖水和分层沉积物样品,分析了湖水样品的总N(TN)、总P(TP)及叶绿素a(Chl-a)含量,结果表明,湖水TN含量在2个季节无明显变化,平均含量为1.58±0.73 mg.L-1,湖水TP含量夏季(0.091±0.070 mg.L-1)高于冬季(0.026±0.055 mg.L-1)。夏季湖水在8 m处有季节性分层,下层湖水TN、TP含量高于上层;夏季湖水Chl-a主要集中在上层,上层平均含量为33.2±13.0 mg.m-3,冬季湖水Chl-a平均含量为11.1±3.7 mg.m-3,分析发现,湖水上层(8 m)Chl-a与TP有明显的线性相关关系(r=0.965,P<0.01),表明红枫湖富营养化主要受P元素限制。沉积物孔隙水中的溶解态P(DP)浓度和湖水的磷酸盐(PO34--P)浓度比上覆水体高,具有向上扩散的趋势,利用费克第一定律计算了沉积物向上覆水体的释P速率,发现夏季沉积物向上覆水体释P速率高于冬季,可能主要是由于夏季湖水底层的还原环境下沉积物表层的早期成岩作用生成磷酸盐进入孔隙水而促进了沉积物向上覆水体释放P。根据通量释放结果估算了全湖沉积物向水体的释P通量,约为每年5.0±5.6。t红枫湖富营养化受P控制,沉积物向水体有很大的释放P的潜力,是湖水P的重要内源,严格控制流域的外源输入才能彻底治理该湖的富营养化。