Washburn薄层毛细渗透法测定ε晶型CL-20的表面能及其分量

采用Washburn薄层毛细渗透技术测定了ε-CL-20粉体的接触角和表面能分量。发现基于不同探针液体的接触角获得的ε-CL-20粉体的表面能成分彼此一致。ε-CL-20的总表面能为42.65mJ·m-2,与理论计算结果41.28mJ·m-2基本一致。其中非极性分量为40.61mJ·m-2,极性分量为2.042mJ·m-2。而且在极性分量中碱性分量为13.02mJ·m-2,酸性分量仅为0.3204mJ·m-2。结果表明,ε晶型CL-20表面能中,非极性分量占主要部分,且ε-CL-20两性偏碱。

改进Washburn方程用于测定多孔介质渗透率的实验研究

Washburn方程在分析毛细管流现象中有很好的代表性,其改进方程在预测多孔介质毛细上升高度前期阶段具有较高的吻合度.本文以不同粒径范围的洗砂作为研究对象,用该模型对不同实验条件下的数据进行优化拟合,得出该条件下的毛细平衡高度和渗流速度,从而得到一种测定多孔介质渗透率的新方法.文中进一步实验分析了影响该法测定多孔介质渗透率的因素,并与经典模型进行验证比较.结果表明用该方法测定多孔介质渗透率简便易行,且具有很好的适用性和准确度.

RDX表面能及其分量的测定

采用Washburn薄层毛细渗透技术测定了RDX粉体的接触角和表面能及其色散、极化、电子受供体分量。选用非极性的二碘甲烷和1-溴萘作为测定RDX表面能色散分量的探针液体,极性的乙二醇和甲酰胺作为测定RDX表面能极性分量和酸、碱分量的探针液体。通过测定不同探针液体的渗透曲线,发现基于不同探针液体分子的接触角获得的RDX粉体的表面能成分彼此一致,RDX的总表面能(40.20mJ.m-2)与理论计算结果(40.60mJ.m-2)基本一致。测得的色散分量为23.71mJ.m-2,极性分量为16.49mJ.m-2,电子受体分量为1.149mJ.m-2,电子供体分量为51.87mJ.m-2。结果表明,在RDX的表面能中,色散分量占主要部分,而且在极性分量中电子供体碱性分量明显大于电子受体酸性分量。

HNS与NQ的表面能研究

采用毛细渗透法和Washburn方程测定了六硝基芪、(HNS)、硝基胍(NQ)和吸收药片在10%乙二醇、乙醇、30%乙二醇、水中的接触角,并通过Young方程及表面化学理论计算了它们的表面能及其分量。结果表明,其值与理论计算值相符合,NQ有较高的表面能为58.31 mJ·m-2,其中极性分量占主要成分为54.73 mJ·m-2;HNS的表面能为17.97 mJ·m-2,它的非极性分量与极性分量相当,分别为8.27 mJ·m-2和9.70 mJ·m-2,吸收药片的表面能为21.96 mJ·m-2,非极性分量为17.28 mJ·m-2,极性分量为4.68 mJ·m-2。

滤料表面性质的研究润湿接触角的测定

文章以Washburn方程为原理,用毛细上升法,通过对Washburn重点参数的测定,定量比较了四种滤料的相对润湿接触角θr的大小.结果表明,θr(核桃壳)<θr(陶砾砂)<θr(沸石)<θr(石英沙).

细粒石英的相对润湿性及其浮选行为研究

目前测定粉体接触角的方法主要有压片法和渗透法,但由于难以制得表面光滑的样品,因此压片法应用有很大的局限性。根据Washburn原理,通过测定液体在粉体柱内产生的压差随时间的变化计算不同药剂条件下石英的相对接触角。并结合单矿物浮选试验结果来判断相对接触角是否可以准确表征矿物表面润湿性。结果表明:不同药剂条件下石英回收率与测得的接触角呈正相关,相对接触角越大,回收率越高;在pH值为12、Ca^(2+)浓度为3.75 mmol/L、油酸钠用量为2.81 mmol/L条件下,浮选效果最好。在此基础上,使用JK99C型全自动表面张力仪测定了不同条件下溶液的表面张力,计算了气泡与颗粒黏着单位面积前后自由能的变化,从热力学角度分析了与药剂作用后石英表面润湿性变化及其浮选行为发生变化的原因。

粉煤气化细灰微观结构及表面特性试验研究

粉煤加压气化技术合成气热量回收装置内的积灰使其换热效率大幅降低,如何避免或减少积灰是该技术研发的关键。为分析不同粉煤气化工艺中热量回收装置内的积灰问题,选取2种典型粉煤气化工艺产生的细灰,即来源于上行气激冷工艺的细灰A和来源于下行水激冷工艺的细灰B,对其微观结构及表面特性进行了试验研究,分析了2种细灰的黏附特性,探究了2种细灰差异的主要原因。采用激光粒度分析仪测量了细灰的粒径分布,采用扫描电镜观测细灰的微观形貌,并根据能谱分析测定细灰表面的元素含量,采用毛细渗透法测得了2种细灰的超纯水接触角,并根据Neumann状态方程计算得到细灰的表面能。结果表明,细灰A的颗粒呈规则球形,体积分数累积分布最大的颗粒直径d d为1.2μm,表面不含碳元素;而细灰B大部分为结构疏松的不规则大颗粒(d d为45μm),表面含碳量高;细灰A和细灰B的超纯水接触角分别为39.69°,79.06°,表面能分别为56.77和26.85 mJ/m^(2),细灰B的表面能显著低于细灰A;基于黏附功及临界黏附力的分析发现,在热回收装置中以范德华力为主要黏附作用力的区域,细灰A将比细灰B更容易黏附,且难以靠重力或机械振打清除。结合气化工艺过程的分析认为,造成2种细灰差异的主要原因是气化工艺中细灰和粗渣分离方式的不同,上行气激冷工艺中决定分离的主要作用是气化室内的旋流作用,而下行水激冷工艺中则是激冷室内的水浴分离作用;热回收装置内的积灰除考虑细灰本身的特性外,还需考虑工艺条件对于细灰量的影响。表面能测量方法降低了堆积状态差异造成的试验结果偏差,可作为粉煤气化细灰表面能的定量分析方法。

Interface stability in a capillary loop undergoing phase changes in non-gravitational conditions

A mathematical model based on the Lucas-Washburn equation has been developed to address the relationships between capillary height,capillary radius and heat flux in a capillary loop.The stability criteria at the interface are studied in detail by introducing a small perturbation to the interfaces of the capillary loop.The formulae deduced as a consequence are used to analyze the influence of height of the capillary wick and the stability in a capillary loop undergoing phase changes.