运动颗粒对活塞环润滑的影响

利用运动网格技术分析了颗粒对活塞环润滑特性的影响。首先导出了新的润滑雷诺方程 ,该方程不仅适用于颗粒存在的润滑求解 ,同时也适用于不含颗粒的润滑问题求解。通过把油膜场分为三个求解域 ,依据新的雷诺方程 ,通过网格变换 ,追踪了颗粒对活塞环润滑特性的影响。仿真结果表明 :油膜承载力和活塞环所受的摩擦力会随着颗粒在油膜厚度方向上的高度及颗粒直径的增加而增加 ;

单镜头运动颗粒三维定位方法

在光学离焦测距原理的基础上,提出一种采用单镜头双相机的运动颗粒三维定位方法,搭建图像法颗粒测量装置,并就图像离焦模糊度与颗粒深度位置关系进行理论和试验研究。系统采用分光棱镜连接1个镜头和2个相机,使用信号发生器实现两相机的同步拍摄,通过接圈调节相机与镜头的距离,获取同一时刻同一物体不同模糊程度的2张照片,根据模糊度的对比获得颗粒的深度。试验中选取2个图像传感器与镜头距离的差值为4.2 mm,采用静止圆点进行离焦测距系统试验验证,相对误差在10%以内,并采用该系统对电解食盐水产生的气泡进行三维离焦测距试验。研究结果表明:该方法可行性良好;该装置可解决单镜头拍摄颗粒场的离焦二义性问题,实现无参考物条件下运动颗粒场的深度重构。

耐热运动颗粒对热适应+应激大鼠的保护作用与热休克蛋白70表达的关系

目的 通过耐热运动颗粒 (主要成分为红参、黄芪、红景天等 )对热适应 +热应激机体的热休克蛋白 70 (HSP70 )表达影响的研究 ,以探寻该药提高机体的耐热能力的机理。方法 采用人工热气候室 (34℃± 1℃、RH6 0 % ) ,建立热适应和热应激动物模型。SD大鼠 2 0 0只分为对照组、热适应组、颗粒热适应组、热适应 +应激组 ,颗粒热适应 +应激组 ,每组又分为热适应 2d、 7d、 14d、 2 8d四个时段。采用免疫组化SP法染色 ,应用图像分析系统分析肝、心肌组织HSP70含量的变化。结果 ①在热适应的四个阶段 ,肝与心肌细胞的HSP70表达强度变化呈现如下趋势 :颗粒热适应组 >热适应组 >对照组(P <0 0 1或 0 0 5 ) ,热适应 +应激组 >热适应组 (P <0 0 1或 0 0 5 ) ,在 2d时颗粒热适应 +应激组 <热适应 +应激组 (P <0 0 1)。②热适应 2d、 7d与 2 8d时血清中肝与心肌细胞内酶浓度明显增高 ,而颗粒热适应组血清酶浓度明显低于热适应组。结论 耐热运动颗粒可增强热适应机体肝与心肌细胞HSP70的表达强度 ,减轻热适应 +应激组机体的热损伤。耐热运动颗粒保护细胞的机理可能与增强HSP70的表达有关。

对细胞培养中一种黑色运动颗粒性质的研究

在组织培养中常观察到一种大小不等、形态不同的黑色运动颗粒,它对培养细胞的生长有不良影响,有时甚至导致细胞死亡,并能在一定条件下随培养时间的增长而增加其数量。我们取细胞培养用的小牛血清、培养基和其他材料中的黑色运动颗粒,应用光学显微镜、透射电镜、扫描电镜对其形态学进行系统观察;并用显微摄影观察其活动情况;用紫外分光及电泳透析进行生化分析,结果均证明该颗粒为无膜式结构,无蛋白质成分,中性环境下带正电荷,能谱扫描电镜分析为硅复合物,我们称之为硅小体(B)。证明其活动属布朗运动。本文进一步用电感耦合等离子发射光谱分析了培养液及双蒸水中可溶性的硅含量在不同质量的容器及不同时间的变化,证明了硅小体的增多主要来源于培养液对玻璃器皿的侵蚀,部分来源于被培养的细胞。

显微环境下运动颗粒图像测量系统研究

针对运动颗粒测量的需要,确立了测量原理,研制了检测芯片。重点分析了显微环境下颗粒成像的各种光学性能,包括系统的基本参数,系统动态成像性能,景深以及检测芯片对颗粒成像的影响,在此基础上,本文总结了运动颗粒检测系统的光学设计要求,并给出了运动颗粒的图像测量平台的配置。

动水作用下岩体裂隙中颗粒运动规律的试验研究

动水作用下岩体裂隙中的颗粒运动是引起渗透破坏的常见原因。针对天然岩石裂隙的随机性与隐蔽性,采用三维Weierstrass-Mandelbrot分形函数构建随机裂隙通道,并采用3D打印方法获得透明裂隙模型实体,使用微流体控制仪开展动水作用下颗粒在裂隙中的运动试验,分析裂隙粗糙程度、颗粒粒径与裂隙开度的比值(简称粒径隙宽比)、渗流水压力对颗粒在裂隙中起动、运移的影响规律,进而推断岩体裂隙发生渗透破坏的可能性。研究结果表明:颗粒在岩石裂隙中的运动规律与裂隙粗糙程度、水压力、颗粒粒径隙宽比3个因素有关。裂隙粗糙程度越大,或颗粒粒径隙宽比越大,颗粒越不容易开始运动,即裂隙发生渗透破坏的可能性越低。同时,水压力是颗粒运动的主导因素,颗粒粒径隙宽比对颗粒运动的影响与水压力有关。存在一特定水压力临界值,未达到该水压力时,颗粒粒径隙宽比对平均运动速度的影响不明显,超过该水压力后,影响程度显著增大,且该临界水压力值的大小与裂隙粗糙程度有关,裂隙越粗糙,临界水压力越大。

渗流输沙过程的颗粒运动状态和影响因素分析

基于力学平衡,提出了渗流作用下土体内部颗粒运动的控制方程,计算了颗粒运动状态。同时综合考虑颗粒受力及输运容许度的随机分布,提出了颗粒运动概率的计算方法。通过与试验观测的临界水力梯度、输沙量和渗透系数的对比验证,证明颗粒运动方程和运动概率计算的可靠性。研究结果表明:土颗粒在由静起动的过程中做加速运动,加速历程很短,其运动特征与土颗粒粒径及孔隙率有关;渗流输沙过程中颗粒运动概率不断增加,主要是因为土体孔隙变大,可动颗粒受力增加,输运的几何容许度增加引起的。在渗流输沙的过程中,输沙率随时间是先增大后减小的,且与颗粒运动概率密切有关。在输沙的前期孔隙率是主要因素,而在后期可动颗粒的数量是主要影响因素。

横向振动立管上升流中球形单颗粒运动特征

深海采矿过程中,输送矿石颗粒的立管在复杂海洋环境作用下会产生运动响应,这会对管道中矿石颗粒的运动行为产生重要影响,从而影响矿石提升效率,甚至可能危及整个采矿系统的安全.结合颗粒运动方程和软球碰撞模型,对横向振动立管中的球形单颗粒运动特征进行研究,主要分析了立管振动参数、颗粒与流体密度比以及颗粒与立管直径比对立管中单颗粒运动的影响.研究表明,随振动频率和幅度、颗粒与流体密度比以及颗粒与立管直径比的增加,颗粒垂向平均速度减小.颗粒与管壁之间无碰撞发生时,颗粒与立管之间横向相对速度幅值、颗粒运动与立管之间横向速度的相位差以及颗粒垂向速度波动幅值,与立管振动的频率和振幅、颗粒与流体密度比以及颗粒与立管直径比呈正相关.然而,当颗粒与立管之间有碰撞发生时,颗粒与立管间的横向速度的相位差减小,而颗粒垂向速度波动幅值显著增大.另外,随着密度比和直径比的增大,颗粒与管壁之间更容易发生碰撞,而碰撞会减弱密度比和直径比对颗粒横向速度和垂向速度的影响.

液-固耦合的熔铸装药颗粒运动特性

为了研究熔铸装药凝固过程中颗粒运动特性,以含铝的DNAN基混合炸药为对象,基于欧拉-拉格朗日方法建立了三维非稳态液-固两相流模型,分析了铝粉颗粒在熔融态炸药中的运动规律,研究了熔融态炸药表观黏度和铝粉颗粒大小对颗粒运动的影响。结果表明,凝固过程初期铝粉颗粒整体保持向下运动趋势,随着熔融态炸药内部形成温度梯度以及环流的产生,在受冷凝固区域会形成中部颗粒上浮、四周颗粒下沉的运动现象,而在未受冷区域会形成中部颗粒下沉、四周颗粒向上的运动现象,最终导致颗粒分布不均,影响成型炸药的组分均匀性;同时发现铝粉颗粒直径越大,熔融态炸药表观黏度对颗粒运动速度影响越大,随着颗粒变小,表观黏度的影响减弱。说明对于含铝DNAN基炸药,根据炸药黏度范围合理匹配铝粉颗粒大小会有效防止发生铝粉颗粒沉降现象。

运动颗粒对传质过程影响的格子Boltzmann模拟

颗粒的主动运动对传质过程有重要影响。以表面恒浓度的二维球形颗粒为研究对象,采用耦合传质的格子Boltzmann方法(LBM)模拟了颗粒在自旋和振动两种情况下的相间传质过程。选择浸入运动边界法和非平衡态外推法处理运动颗粒边界,研究了颗粒自旋速度、颗粒振幅及振动频率对传质过程的影响。结果表明,中等雷诺数的自旋颗粒绕流中,随着颗粒自旋转速增大,颗粒的传质舍尔伍德数反而降低,表明在强制对流的情况下,颗粒自旋减弱颗粒的传质效果。当颗粒振动时,颗粒振幅越大,传质舍尔伍德数增大;当颗粒振动频率造成锁定现象时,颗粒流体相间传质效果显著增强。本工作的数值结果不仅表明格子Boltzmann方法可以有效模拟强制对流传质的过程,也为强化传质提供了一种思路。

气体绝缘开关内自由运动金属颗粒的超声波信号特性

为了研究气体绝缘开关(GIS)腔体内自由运动金属颗粒的超声波信号特性,首先简单分析了自由颗粒在电场中的受力,然后设计了一个模拟此类缺陷的模型,并测量了不同尺寸和形状的自由运动颗粒产生的超声波信号,最后分析了这些信号的工频相位相关性、幅值以及飞行时间等几个要素的特性.试验结果表明:当颗粒静止不动发生放电时,超声波信号幅值较小且有较强的相位相关性;当颗粒自由跳动时,信号幅值非常大且相位相关性较弱,颗粒的尺寸和形状会影响颗粒的飞行时间;与球状颗粒相比,丝状颗粒的飞行时间随电压的升高有更显著的变化,因此它们对GIS绝缘劣化的影响严重度不一样;这些信号的幅值、颗粒飞行时间的变化分布具有周期性.

农业工程领域颗粒运动研究综述

现代农业装备的作业对象或工作介质经常涉及到离散颗粒体或颗粒群,对相关颗粒体或颗粒群的运动研究往往涉及到颗粒碰撞、流固耦合等具体细分研究领域,其研究方式、研究手段和研究结果对现代农业工程领域相关研究工作的重要性愈加显著。本文首先对农业工程领域颗粒运动的研究手段与方法从理论分析、数值模拟和实测试验3个方面分别进行了分析和归纳,然后对国内农业工程领域各典型农业装备所涉及的颗粒运动研究现状和国外本领域的研究概况分别进行了综述,并提出了农业工程领域颗粒运动研究的未来发展趋势。

内旋流流化床床内颗粒运动特性的试验研究

流化床床内颗粒的大规模循环不仅可以加剧了颗粒横向扩散 ,提高燃烬速率 ,实现燃烧的均匀性和稳定性 ,还将有利于促使不燃物质的定向移动排出炉外。文中采用冷态流化床装置 ,应用分层取样技术对微倾斜布风板实现流化床内不均匀布风 ,床内物料混合与分层特性进行了系统的试验。研究床内颗粒扩散的动态特性和流化风速、颗粒密度以及颗粒粒度等因素对流化床内分层的影响 ,并通过求解扩散方程来分析布风不均匀性和布风倾角对风板附近物料扩散的影响。研究表明 :增大流化风速和布风板倾角能够强化颗粒的横向扩散和流化床的内旋流强度 ;对大而重的颗粒存在一个最佳速度比 ,既能实现床内旋流又能防止颗粒的严重分层 ,并针对低风速区的分层现象 ,提出了一个关联式 ,该式的计算值与实验值吻合较好。

粗粒土组构之颗粒运动研究

土的结构性是决定土的力学特性的一个最根本的因素,正是由于土的结构性的存在,连续体力学理论用于岩土材料存在明显不足,沈珠江将土体结构性的研究提到"21世纪土力学的核心问题"的高度,但由于土的结构性的复杂性,缺乏测试方法,还没有找到土结构性的定量指标。选择结构特征相对简单的粗粒土作为研究对象,探索建立其力学体系的方法和途径。粗粒土的结构性(称之为组构)主要体现在颗粒的排列特征方面,采用CT测试技术和DDA数值分析方法初步解决了粗粒土组构的量化问题,对粗粒土多种受力过程进行了CT三轴试验和数值模拟,取得了粗粒土的组构信息及其变化,为构成合理的组构量、研究粗粒土组构量与宏观力学响应之间的相互关系、探讨粗粒土的变形机理和力学特征奠定了基础,并侧重介绍粗粒土CT三轴试验成果,展示三轴试验过程中颗粒运动规律。

循环流化床内颗粒运动的PIV测试

作为一种瞬时全场测速技术,PIV测试技术被尝试用于测量循环流化床(CFB)内颗粒运动,以进一步了解循环流化床内复杂的气固两相流动特性。初步实验已在一个截面为200mm×200mm高为4m的冷态循环流化床实验台上完成,并运用二值化互相关图像处理算法,获得了床内截面上的颗粒流动矢量图。初步测试结果较好地反映了循环流化床内颗粒流动的一些特性,表明PIV技术在循环流化床气固两相流体特性研究中具有较好的应用前景。

基于CFD的螺旋溜槽流场及颗粒运动行为数值模拟

为了探明螺旋溜槽的流场特征及不同矿物颗粒分选时的行为规律,基于CFD理论,采用k-ε湍流模型、VOF多相流模型和离散相耦合等方法,对直径为300 mm的螺旋溜槽进行流场和颗粒运动行为的数值模拟,进而探讨了螺距和给矿流量对它们的影响。结果表明,螺旋溜槽流场中的水相流速呈明显的条带状分布,其速度值沿槽深方向逐渐升高,沿径向从内向外逐渐增大;湍动能在径向上以类似于椭圆环状分布,外缘的紊流度从上至下逐渐升高;在相同的流场条件下,颗粒运动速度极值与密度大小呈负相关;螺距增大后,水层厚度不变,而水相流速和湍动能相应增加,颗粒的运动速度也明显增加,这有利于加速粒群的分带和分选;给矿流量对水层厚度、流速和湍动能的大小均具有明显影响,但对流场分布特征影响较小,而颗粒运动的随机性与该因素呈正相关,即流量增大会导致粒群分带延迟,影响分选。

井眼清洁工具作用下岩屑颗粒运动规律研究

在复杂结构井钻井过程中常有岩屑成床现象发生,容易造成一系列井下复杂问题,严重影响施工效率。目前一种螺旋式工具已被用于解决井眼清洁问题,应用效果较好。针对这种工具的基本结构,通过研究岩屑颗粒在螺旋式工具叶片上的运动,建立数学模型,得出这种工具螺旋角在不同井斜角条件下对岩屑颗粒通过该工具后的轴向、切向速度影响关系。研究结果表明:该螺旋式工具对岩屑颗粒运移有明显的加速作用,利于清除岩屑床;螺旋角作为清除岩屑床螺旋式工具的可控参数对工具性能产生重要影响;随着螺旋角增大,经过螺旋工具作用的岩屑颗粒切向速度逐渐增大,轴向速度逐渐减小,调整螺旋角可以使岩屑颗粒产生所需的速度以提高工具清屑效率。

迷宫流道滴头内流场和颗粒运动的不同湍流模型数值模拟

为更好研究迷宫流道滴头的内流场水力性能和颗粒运动特性,该文采用k-ε模型和Eulerian-Lagrangian两相流模型进行了一系列数值研究。首先,通过3种湍流模型(标准k-ε、RNG k-ε与Realizable k-ε)预测迷宫流道滴头水力特性并与喻黎明等(2009)的试验结果对比分析,标准k-ε模型更适合于模拟迷宫流道滴头的内流场,与PIV试验数据相比,水力性能曲线平均模拟误差仅为2.32%。然后,基于Lagrangian的颗粒离散相模型,数值研究了齿形迷宫流道内不同密度和直径的单个颗粒运动轨迹及运动特性,并与喻黎明等(2009)的相关试验数据比较,结果表明,考虑了重力、浮力、虚拟质量力和曳力的随机轨道模型能够更加准确地模拟颗粒在迷宫流道内的运动,与PIV试验数据相比,颗粒运动速度后平均模拟误差仅为2.34%。颗粒直径变化较密度变化对颗粒运动影响大,随着颗粒直径或密度增大,颗粒运动速度减小,颗粒速度变化幅值大小依次为:速度极小值、平均速度、速度极大值,随着颗粒粒径增大,流经漩涡区时颗粒速度减小较大,颗粒的运动跟随性变差,颗粒在惯性力的作用下沉积在流道拐角内侧的漩涡区,由此可能造成迷宫流道堵塞。同时,以上对比分析表明,相关两相流模型和数值方法可很好预测滴头内部固液两相流动,可为滴头抗堵塞设计提供参考。

气固并流下行快速流化床反应器颗粒运动规律的研究

在内径140mm气固并流下行快速流化床,采用FCC颗粒,在局部颗粒速度、局部颗粒浓度测量的基础上,研究了床层截面平均颗粒浓度、截面平均颗粒速度、局部颗粒速度径向分布以及局部颗泣流通量的变化规律,并回归得到计算床层截面平均颗粒浓度、平均颗粒速度和局部颗粒速度的关联式,深化了对气固并流下行快速流态化的认识,为工业反应器的设计和放大提供了依据。

筛分过程中颗粒运动的非线性特性研究

利用振动筛与颗粒之间关系的运动学模型,导出颗粒运动的周期性条件;然后利用Poincaré映射方法,推导出颗粒的运动对周期运动的扰动方程;最后对振动筛分过程中颗粒运动特性进行了数值计算研究,得出了筛面上颗粒运动是经周期分叉和概周期分叉通向混沌的演化过程.在筛分机正常的工作参数范围内,筛面上颗粒运动不存在周期运动、概周期运动,只存在混沌运动.