农田土壤颗粒尺寸分布分维及颗粒体积分数的空间变异性

盐渍土膜下滴灌过程中的土壤理化性质存在空间变异性,对灌溉管理有一定影响。该文根据3个不同尺度下土壤采样及颗粒尺寸分布(PSD)测定结果,探讨了土壤PSD分维和颗粒体积分数之间的定量关系,分析了各尺度和综合尺度下土壤PSD分维和颗粒体积分数的经典统计特征和地质统计特征,根据颗粒体积分数的半方差函数计算了不同尺度颗粒体积分数的分形维,并做出了等值线图。研究表明,土壤PSD分维与黏粒的体积分数呈正相关关系,黏粒体积分数增大引起PSD分维增加的原因在于细颗粒的比表面积比粗颗粒的大;各尺度土壤PSD分维及颗粒体积分数均无强变异特征;不同尺度下土壤PSD分形维的半方差函数中块金和基台值均非常低;50m尺度土壤PSD分维和黏粒体积分数的等值线图具有类似的集中度和走势,而砂粒体积分数和粉粒体积分数则具有相反的集中度和走势。该研究说明土壤PSD分维和颗粒体积分数都有一定的尺度依赖性。

密相输运床径向颗粒体积分数分布的研究

在提升管高17 m,内径0.102 m的密相输运床冷态实验装置中,采用B类石英砂颗粒,针对径向颗粒体积分数分布进行了研究。结果表明,径向颗粒体积分数分布不均匀:提升管中心至近壁面附近(r/R=0—0.7),颗粒体积分数较低且基本一致;近壁面处(r/R=0.7—0.9)颗粒体积分数显著升高;壁面附近(r/R=0.9—0.97)达到最大。增加固体循环流率或降低提升管气量,各径向位置颗粒体积分数都增加。其中壁面附近最为明显,提升管中心至近壁面附近变化较小。文中建立了径向颗粒体积分数分布描述关系式,对于A类颗粒和B类颗粒实验结果都能较好地预测。

粒径分布和体积分数对三种煤成浆性能的影响

选取煤的粒径分布、体积分数和煤种作为制浆条件的影响因素,在添加自制聚羧酸型分散剂情况下,用水煤浆粘度仪对内蒙的霍林河煤、陕西的神华煤及彬长煤制水煤浆的流变性进行表征,并用激光粒度分布仪对三种煤的粒径分布和体积分数进行了研究,讨论了煤粒径分布和体积分数对其水煤浆流变性的影响.结果发现,不同体积百分比组成的煤样的中位径(D50)决定煤样的体积分数从而影响煤浆的流变.研究得出,三种煤用多峰级配比双峰级配可使水煤浆的粘度降低,并使成浆浓度提高2个百分点,且浆体稳定性更好.另外,通过增加煤浆的体积分数值可以降低煤浆的平均表观粘度.

卧式循环流化床锅炉压降和颗粒体积分数分布

为了研究卧式循环流化床(Horizontal Circulating Fluidized Bed,HCFB)内的气固流动特性,在带漩涡分离器的HCFB冷态试验台上,以颗粒粒径为87μm、170μm和211μm的玻璃珠为试验物料,采用压差传感器和光纤测量仪研究了颗粒粒径和表观气速对床内压降和颗粒体积分数分布的影响.结果表明:炉膛压降主要发生在主燃室,占总压降的90%左右,副燃室和燃尽室的压降很小;主燃室沿程压降和轴向颗粒体积分数均呈指数分布,横向颗粒体积分数呈"环-核"分布;副燃室的颗粒体积分数呈严重偏向的左稀右浓分布,而燃尽室的颗粒体积分数始终很低;随着颗粒粒径的增大,表观气速需分别至少达到1.25m/s、1.50m/s和2.00m/s时才能获得循环流态化状态.

冬季地铁隧道空气中颗粒物体积质量分布及相关性分析

列车在地下运行时,新风从隧道内引入,因而隧道内空气颗粒物的体积质量会严重影响列车车厢内空气的质量,而目前国内外对地铁隧道内空气中颗粒物的研究非常少。采用实地测试的方法,获取了地铁隧道内空气中各粒径颗粒物的体积质量数据,并分析了各粒径颗粒物体积质量的相关性,相关程度高则说明来自同一个来源。结果表明,地铁隧道内空气中颗粒物的粒径分布中,细小颗粒占了主要成分;不同粒径颗粒物体积质量之间高度相关,列车车厢内空气中不同粒径颗粒物体积质量之间高度相关,车站站外空气中不同粒径颗粒物体积质量之间中度相关;隧道内、列车车厢内、车站站外空气中的同种粒径颗粒物体积质量之间也高度相关。

基于超声声速的气力输送颗粒体积分数测量

气力输送过程中,颗粒相体积分数、颗粒速度和颗粒粒径等参数的在线测量对过程监测具有重要的意义。基于由Harker和Temple共同提出的两相流理论模型(H&T模型),对气力输送过程中的颗粒相体积分数、颗粒粒径和超声频率对超声声速的影响进行研究,通过数值模拟建立了超声声速与颗粒相体积分数的变化关系。模拟结果表明,与颗粒相体积分数对声速的影响相比,在一定的范围内,颗粒粒径变化和超声频率变化对声速的影响可以忽略不计。随着颗粒体积分数的增大,声速逐渐减小。以玻璃微珠和空气组成的气力输送作为研究对象,进行了试验测量。试验结果表明,该声速计算模型的计算结果与实际测量结果相近。该方法可以为实际生产中颗粒相体积分数的测量提供一种行之有效的途径。

水泥基复合材料界面过渡区体积分数的定量计算

借助邻近函数公式,给出了水泥基复合材料集料与浆体间界面过渡区体积分数的定量计算公式,并采用随机点采样方法验证采用该定量公式计算水泥基复合材料界面过渡区体积分数的可行性。在此基础上,预测了由符合Fuller分布的集料制备的混凝土中界面过渡区体积分数随集料体积分数和集料粒径范围的变化曲线。讨论了界面厚度变化、集料体积分数变化以及集料粒径分布变化对界面过渡区体积分数影响的差别,并给出了衡量界面过渡区重叠程度的定性和定量方法。结果表明:在常规集料体积分数下,三者中对界面过渡区体积分数以及界面过渡区重叠程度影响的主次顺序均为:界面过渡区厚度变化带来的影响>集料体积分数变化带来的影响>集料细度变化带来的影响。

水中微颗粒分布规律与特征参数的探讨

以给水处理常规工艺去除的微颗粒为研究对象,通过测定原水、沉淀出水和过滤出水的颗粒粒径的大小及颗粒的数量分布关系,发现水中微颗粒的直径及相对应的颗粒数量满足lnN(DP)=-βlnDP+K的双对数线性关系,与理想状态下推导出的颗粒分布数学模型具有很好的相关性.结合试验结果探讨参数β和K的物理意义及其变化规律,分别定义为颗粒分布指数和颗粒体积指数,分别反应给水处理过程中微颗粒的分布情况和水中颗粒的总量.指出单元处理工艺的运行效果对后续工艺存在较大的影响,给水处理系统各单元工艺的稳定运行是系统优化运行的保障.

水泥基复合材料界面过渡区体积分数的定量计算

为了计算水泥基复合材料的界面过渡区体积分数,采用最邻近表面分布函数和骨料比表面积2种方法,结合实际骨料的筛分曲线,给出了界面过渡区体积分数定量关系式.结果表明:单位体积水泥基复合材料中,当骨料的体积分数<0.5,界面厚度<50μm时,2种方法计算的误差约为10%;界面区厚度越小,2种方法计算的误差也越小.

煤浆浓度和颗粒分布对煤浆黏度预测的影响

采用神华煤制备煤浆,分析了颗粒粒径比λ和小颗粒体积分数ξ对双峰分布浆体黏度的影响,根据浆体黏度的关联式预测了煤浆的黏度并且与实验结果进行了比较。结果表明,采用双峰分布的颗粒制浆可以有效地降低浆体的黏度,同时可以获得较大的浆体体积分数。在相同体积分数下,随着颗粒粒径比λ的增加,浆体的黏度迅速下降。当小颗粒体积分数ξdp1为35%时,浆体的黏度最小。采用Ouchiyama模型计算浆体的最大体积分数m与实验值较为吻合,而浆体的本质黏度[μ]基本保持不变。考虑λ和小颗粒体积分数ξ对双峰分布浆体的最大体积分数m的影响,可以采用单峰分布浆体的黏度关联式预测双峰分布浆体的黏度。

SiC_P复合材料筒状件中增强颗粒分布的数值模拟

对离心铸造SiCP/ZL104、ZL109复合材料筒状件的颗粒在离心场中的运动特征进行了研究和数值模拟,并将实验结果与模拟结果进行对比。结果表明:在筒状零件的壁厚方向,形成两个区域,颗粒绝大部分偏聚在壁厚的外侧,形成颗粒偏聚区;在壁厚的内侧,基本没有颗粒,是合金基体区,两种结果在颗粒层厚度方面吻合;高温浇注可制备颗粒呈骤变分布的梯度功能复合材料。

二维颗粒系统中指数分布的几何结构

量化堆积颗粒的几何结构对于理解颗粒系统的宏观力学性质具有重要价值。本文通过Cell来量化圆盘颗粒在二维筒仓内的几何结构,发现重力驱动条件下Cell形状的概率分布满足指数函数分布,与颗粒系统的大小无关。值得注意的是,振动驱动条件下形如三角形的Cell发生了激增现象,形成概率提高了19%,而其他形状的Cell概率分布仍然满足指数函数分布。实验结果揭示了无序颗粒系统中介尺度条件下的有序堆积结构特征,为完善颗粒力学理论提供了数据参考。

欧拉颗粒流模型下的近床面风沙跃移速度分布特征

风沙运动中沙粒速度是风沙物理学研究的重要内容,为反映风沙流运动中沙粒相浓度变化及沙粒的速度分布,从多相流的角度出发,运用二维欧拉颗粒两相流模型对风沙的流动过程进行模拟。通过对比实验中沙粒的体积浓度随高度的变化,验证了模型的准确性,并在此基础上对沙相的运动信息进行统计分析,得到近床面风沙流的沙相速度分布。统计结果表明:在风沙跃移过程中,沙粒体积分数随高度的变化呈指数衰减,并在近地面附近出现浓度饱和层,饱和层沙粒体积分数的数量级为10-7,且在饱和层上方浓度衰减加快。通过对体积分数大于等于10-7的沙粒速度信息进行统计,得到不同时刻沙相速度分布,并给出相应的速度分布概率密度函数。

大气颗粒物粒度分布规律的研究

我们从一九八七年秋开始到一九八八年夏,对沈阳市区内四种功能区和对照区,按四季进行了大气颗粒物粒度分布的测定和其规律的研究.1.实验颗粒物的粒度分布对于大气环境多用质量表示,即大气颗粒物某个粒径区间的质量占质量的百分数.测定粒度分布有多种方法.但目前质量分布普遍应用的是大流量多段冲击采样器。

水泥基复合材料浆体厚度分布的定量表达

依据统计物理学领域中的弦长密度函数,提出了水泥基复合材料邻近集料间浆体厚度分布的定量估计方法。借助计算机模拟方法生成的模型结构验证该理论方法的可靠性。通过浆体厚度的数量基概率密度曲线和累计概率曲线的比较发现,理论解和模拟结果之间能较好吻合。在常用集料体积分数下,用该解析解预测了集料符合Fuller分布的砂浆和混凝土中浆体厚度分布及其平均值随集料体积分数和集料细度的变化关系。结果发现:邻近集料间浆体厚度平均值的变化范围为190～860μm。

离心铸造铝基梯度功能复合材料自生Mg_2Si/Si颗粒的定量研究

采用热模离心铸造工艺成功制备出了三种不同规格的初生Si／Mg2Si共同增强Al基复合材料筒状零件。对零件增强层颗粒体积分数和粒径的测量发现：随着筒状零件直径的增大，距内壁相等的位置颗粒的体积分数、初晶颗粒的粒径不断增大。而单个零件的初晶Si增强颗粒粒径，由内壁到外壁不断减小，而初Mg2Si颗粒粒径则呈相反的趋势。而且增强颗粒的体积分数在距内壁3-4mm处高达26％～29％，随后慢慢下降。

水泥基复合材料邻近集料表面最近间距分布的解析解(英文)

依据Torquato的最邻近表面函数公式,推导出了水泥基复合材料邻近集料表面最近间距分布的解析解。采用计算机模拟方法生成了一个模型,选取邻近集料表面最近间距概率密度分布曲线和累计概率分布曲线两个参数,对比模拟结果与理论结果之间的差别。通过比较发现,该理论解析解与模拟试验结果能够很好地吻合。利用该解析解,研究了在常用集料体积分数下,符合Fuller分布的砂浆和混凝土中邻近集料表面最近间距分布及邻近集料表面最近间距平均值随集料体积分数和集料细度的变化关系。

新拌水泥浆体中邻近胶凝材料粒子表面最近间距分布的解析解

依据Torquato的最邻近表面函数公式,推导了新拌水泥浆体邻近水泥粒子表面最近间距分布的解析解,并采用计算机模拟生成了1个水泥浆体结构模型,选取邻近粒子表面最近间距概率密度分布曲线、区间概率曲线和累计概率分布曲线这3个函数检验模拟结果与理论结果之间的差别。结果表明,该解析解与计算机模拟实验结果吻合良好。利用该解析解,以Rosin-Rammler分布为例,研究了胶凝材料细度以及水胶比对邻近水泥粒子表面最近间距分布及其平均值的影响。结果显示,水泥细度对邻近粒子表面最近间距平均值的影响高于水胶比的影响。邻近粒子表面最近间距解析解的获得,不但为基于不同粒径分布以及尺度范围粉体之间搭配的高粉体初始堆积密度的实现提供了依据,而且对多尺度模拟方法中选取各级模型的尺度、量化粉煤灰浆体中粉煤灰颗粒的微集料效应、了解邻近集料间的交互作用程度以及界面重叠程度等问题具有参考价值。

HPT制备高含量SiC颗粒增强Al基复合材料的性能和致密化行为

采用高压扭转法制备了SiCP/Al基复合材料,分析了不同SiC体积分数复合材料的显微组织、硬度、相对密度及SiC颗粒分布的变化情况,并探讨了SiCP/Al基复合材料在高压扭转变形过程中的致密化机理。结果表明:随着SiC体积分数的增加,复合材料的相对密度不断减小,硬度和SiC颗粒的分布均匀程度均先增大后减小,且硬度沿试样径向呈递增趋势。同时,随着SiC体积分数的增大,SiC颗粒破碎和团聚现象也更为严重。

流变特性与颗粒参数的关系研究

影响悬浮体系流变性能的因素有颗粒大小、颗粒粒径分布、填充颗粒的体积含量．以及衡量体系内部颗粒带电荷量参数的zeta电位等。本文主要研究了体系流变性能特别是粘度与颗粒粒径参数、zeta电位之间的关系。以帮助制造商们提供相关信息，并依此适当控制产品参数，获得具有合适粘度的产品。