多孔介质内气泡Ostwald熟化特性三维孔网数值模拟

多孔介质内气泡的Ostwald熟化行为广泛存在于CO_(2)地质封存、多孔材料制备、燃料电池等领域.为探究孔隙尺度下多孔介质内气泡的熟化特性,建立了基于浓度耦合计算的三维孔隙网络模型,该模型考虑了气泡形态、多孔介质结构以及气液之间的传质,通过求解三维孔隙网络内各孔体的气相浓度,得到各气泡的演化过程,并采用四孔隙结构微流体芯片可视化实验验证了模型的可靠性.为分析多孔介质非均质性对气泡熟化过程影响,构建了两种不同孔隙尺寸的三维孔网结构,对两个区域内的气泡熟化过程进行了数值模拟.结果表明:气泡初始分布会对熟化过程产生影响,当气泡非均匀分布时,气泡从小孔隙区域传输至大孔隙区域的同时,也会各自向自身区域的大气泡区域传质;气泡初始尺寸的差异,会加速熟化进程,使熟化时间明显短于均匀分布状态.孔隙数的选取对平均毛细力、饱和度等连续尺度等效参数具有显著影响,孔隙数增加时毛细力与饱和度呈现更具规律性的非线性变化.该模型的建立可以预测地质封存过程中CO_(2)的演化过程,为CO_(2)长期封存过程中非均质性的影响机制研究提供指导.

相场法模拟低体积分数下的Ostwald熟化

建立低体积分数下的Ostwald熟化过程的相场模型,采用Cahn-Hilliard方程和Allen-Cahn方程控制相对密度场和长程取向场的变化,研究体积分数对生长指数m、动力学系数k和粒径分布的影响。结果表明:低体积分数(小于10%)的Ostwald熟化中,生长指数函数中的生长指数m不依赖于体积分数的变化,m=3.0;而随着体积分数的增加,动力学系数k变化不大,在k=0.003附近。随着熟化相体积分数的增加,晶粒生长尺寸分布加宽。

玉米直链淀粉糊流变特性研究

以玉米直链淀粉为研究对象，以AR500流变仪为研究设备，考察玉米直链淀粉糊的流变学特性以及质量分数、温度和加热时间对其流体性能的影响。结果表明，玉米直链淀粉糊基本属于剪切稀化型非牛顿流体，其流体行为受质量分数、温度和加热时间的影响。质量分数增加可导致淀粉糊黏度增加，温度升高和加热时间延长均可导致淀粉糊黏度下降。在低剪切速率时（0．01～0．06s-1），淀粉糊为胀流性流体，随着剪切速率的增加（0．07～100s-1），淀粉糊剪切稀化现象显著。

短径向轴承的脂润滑控制方程式

润滑油中常常包含有稠化剂等添加物,从而使润滑油表现为塑性润滑剂,因此发展脂润滑理论是需要的。为研究短径向轴承脂润滑特性,基于Ostwald模型推导了短径向轴承的脂润滑控制方程式。为了检查建立方程式的可靠性,置流变指数n=1,所得结果与牛顿流体的相应控制方程完全一致。可以用所建立的新方程分析脂膜的压强分布规律,并且能为短径向轴承脂润滑设计计算提供了理论基础。

CMC和羟丙基瓜尔胶混合水溶液的流变性能研究

采用稳态流动、应变扫描、频率扫描方法,研究CMC和羟丙基瓜尔胶以不同比例配合后在水溶液中的流变特性,并采用Ostwald de Waels方程对流动曲线进行拟合。试验结果表明,2%CMC水溶液为以粘性为主的流体,羟丙基瓜尔胶溶液为弱凝胶结构流体,符合在低剪切速率范围内符合Ostwald de Waels方程。在不同比例复配后溶液出现弱协同作用,表现在溶液弹性、凝胶性和剪切变洗能力增强,复配后的性能有利于改善单一采用CMC为牙膏配方的粘腻性、分散性不好等问题。