反应条件对矿用充填发泡树脂活性的影响研究

采用二价金属A作为催化剂,合成矿用发泡树脂。通过测定树脂的固含量、黏度、凝胶时间、羟甲基指数等,研究反应温度、时间和催化剂用量对矿用发泡树脂活性的影响。试验结果表明:随着反应时间的延长、温度的升高、催化剂用量的增加,树脂的黏度和固含量逐渐增加,而树脂中残余B、残余C和凝胶时间逐渐减少。在较高温度下,羟甲基指数随着反应时间的延长先增加后减少;在较低温度下,羟甲基指数随着反应时间的延长先减少后增加;较大的催化剂用量有利于树脂缩合反应,较低的用量有利于促进B与C的羟基化反应。     

固化剂对矿用充填泡沫固化行为的影响

为提高泡沫的充填堵漏风效果,选取有机强酸A,有机磺酸B,无机强酸C等3种固化剂,通过测定泡沫的发泡时间、发泡温度、承压强度和氧指数等参数,分析不同组合固化剂对矿用充填泡沫固化行为的影响。结果表明:乳化时间、起泡时间和表干时间随固化剂用量的增加而明显缩短;泡沫的发泡倍数和发泡温度随固化剂用量的增加而增加;单独使用有机强酸A或有机磺酸B时,泡沫都存在不同程度的收缩,当添加较高量的无机强酸C时,泡沫的尺寸稳定性变好。当复合固化剂有机强酸A用量∶有机磺酸B用量∶无机强酸C用量=1.2∶1∶1时,泡沫的固化效果最优。     

制浆废液中有机物资源利用研究

将马尾松KP法制浆过程中产生的废液的浓缩液与甲醛羟甲基化反应的产物,用三聚氰胺树脂进行接枝,制备出一种用于纸浆内添加的新型纸张增强剂.研究了羟甲基化和接枝反应的条件对纸张增强剂的性能及其对纸张物理性能的影响,并优化出反应条件.同时应用红外光谱、扫描电镜考察了纸张增强剂合成机理,证实了改性制浆废液中已经引入了羟甲基,羟甲基化制浆废液与三聚氰胺树脂之间已发生了缩合反应.结果表明,最佳羟甲基化反应条件为:制浆废液质量分数为50%,制浆废液与甲醛的质量比1∶0.2,温度70℃,时间2.5 h,pH值为11.最佳接枝工艺条件为:改性制浆废液质量分数为40%,三聚氰胺用量为改性制浆废液质量的20%,引发剂用量为三聚氰胺质量的5%,接枝反应温度70℃,接枝聚合的pH值为11.在以上条件下,增强剂用量为绝干纸浆的5%时,可使干纸断裂长提高28%,湿纸断裂长达干纸的24%.同时,制浆废液纸张增强剂颜色较深,更适用于对白度要求不高的本色浆产品.     

超细粉体三相泡沫灭火剂热稳定性研究

为探讨超细粉体的加入对水基泡沫灭火剂油面热稳定性的影响,用自行设计的小尺寸可视化油池,完成不同粉体类型、不同添加量的泡沫油面热稳定性试验。观察高温条件下三相泡沫的形态变化过程,并用热电偶测定试验过程中的油品温度,优选2种适合制备防灭火三相泡沫的超细粉体。结果表明:向泡沫灭火剂中加入超细粉体,可使其在高温下的稳定时间延长10倍以上;对于空心玻璃微珠和炭粉,泡沫灭火剂的油面热稳定性随粉体添加量的增加而增强,发泡倍数随粉体添加量增加而减小,炭粉对发泡性能的影响更为显著,空心玻璃微珠和炭粉的最优添加量(质量分数)分别为11.2%和13.2%;高温条件下,粉体在泡沫表层形成致密外壳,阻碍油品与环境的传热传质过程,防止油品复燃。     

水基溶液起泡性能评价方法比较研究

泡沫液的发泡比和半衰期是表征起泡剂特性的基本物理量.选用十二烷基硫酸钠为典型的表面活性剂,测量了不同质量分数溶液的表面张力,得到试验条件下的临界胶束浓度(CMC)为0.25％,采用改进的Ross-Mile法、搅拌法和测压力法,在相同的环境下对同一溶液进行发泡试验,其中测压力法可以得到表征重力排液和扩散排液过程等泡沫破灭过程的定量数据.结果表明,发泡比因起泡方法的不同而有较大差异,在相同质量分数下,测压力法的起泡量最大而搅拌法的起泡量最小,3种方法所产生的发泡体积随质量分数的变化趋势一致,当表面活性剂质量分数≥0.25％ (CMC)时,搅拌法、Ross-Mile法和测压力法的发泡体积比为1:1.25:1.36.3种方法所产生泡沫的半衰期随表面活性剂质量分数增加而增大,达到最大值后缓慢减小,有相似的变化趋势,测压力法、Ross-Mile法和搅拌法的半衰期之比约为1:3:6,分析了3种方法所产生泡沫的发泡比和半衰期差异的原因.     

黄原胶对无氟泡沫灭火剂性能影响研究

为解决传统水成膜泡沫灭火剂（AFFF）对生态环境的不利影响,以天然表面活性剂无患子皂苷、碳氢表面活性剂椰油酰胺丙基甜菜碱（CAB）和十二烷基磺酸钠（SDS）作为发泡剂,探究黄原胶（XG）对3种表面活性剂复配体系泡沫性能的影响。采用多种方法研究泡沫溶液的表面张力、粘度、发泡性、泡沫稳定性、泡沫灭油火的有效性等性能。结果表明：XG的加入对泡沫溶液的表面张力影响很小,随着XG质量分数的增加,泡沫溶液的发泡性能略有下降,而粘度快速提高。XG质量分数对泡沫稳定性有显著影响。根据《泡沫灭火剂》（GB 15308—2006）0.25 m2油盘火试验,当XG质量分数为0.30%时,极大地提高了泡沫的灭火性能,灭火时间为88 s,相比无XG添加时减少20 s;100%抗烧时间比无XG添加时增加504 s。实验结果为XG在无氟泡沫灭火剂中的潜在应用提供了依据。     

微米级空心玻璃微珠三相泡沫稳定性研究

基于水成膜泡沫灭火剂(AFFF),用微米级空心微珠颗粒作为泡沫稳定剂,制成三相泡沫,并研究了泡沫组成因素对发泡能力和泡沫稳定性的影响。采用控制变量法,研究了颗粒浓度、颗粒粒径、AFFF原液浓度对发泡倍数和析液时间的影响。颗粒加入对发泡能力有抑制作用;因为颗粒存在影响,三相泡沫的发泡能力随AFFF原液浓度增大而减小;40μm粒径颗粒的抑制作用相对20μm和60μm颗粒最小。颗粒浓度和AFFF原液浓度增加,能够提升三相泡沫稳定性,且泡沫析液时间随颗粒浓度增加呈指数规律变化。当AFFF原液浓度为3.0%、颗粒浓度为9%左右时,三相泡沫稳定时间约为两相泡沫的3倍,该配方三相泡沫有较好的稳定性。     

煤矿采空区充填用煤矸石泡沫混凝土发泡剂的研究

为防止地表沉陷,煤矿采空区需要充填,目前采用的充填方法为胶结充填、高水速凝充填等.泡沫混凝土具有质轻、流动性好的特点,可作煤矿采空区的充填材料.制备低水泥用量、含粗颗粒煤矸石的泡沫混凝土对发泡剂的泡沫稳定性要求较高,目前市售的发泡剂难以满足要求.在探讨发泡剂发泡、稳泡原理的基础上,研究了稳泡剂(D)的加入量对发泡液黏度、发泡倍率和泡沫稳定性的影响,以D与十二烷基硫酸钠(SDS)复配,研制出了高泡沫稳定性的发泡剂KD-1,该发泡剂的发泡倍率为21.3,开始泌水时间为7 min,90 min后沉降距为38 mm,并且考察了KD-1与混凝土早强剂的相容性.用此发泡剂制备出了最大粒径为5 mm、煤矸石掺量为63％(质量分数)、体积密度分别为800 kg/m3、900 kg/m3和1000 kg/m3的煤矸石泡沫混凝土,其90d单轴抗压强度分别为0.4 MPa、0.63 MPa和1.75 MPa.     

氢气添加对乙醇/空气预混火焰燃烧特性影响的数值模拟研究

通过对不同混合比率的乙醇/氢气/空气燃烧特性进行数值模拟,研究氢气添加量对点火延迟时间、层流燃烧速度、火焰厚度、化学反应滞留时间及组分分布情况的影响。研究发现一定程度上氢气添加量的增加能够缩短混合气体的点火延迟时间,并且氢气对点火延迟时间的影响随着温度的升高而逐渐减小。随着混合比率的增大,层流燃烧速度增大,并且在混合比率大于0.4时显著增大。火焰厚度及化学反应滞留时间随氢气增加而逐渐减小。此外,进一步分析组分分布情况得知氢气添加使火焰中H*、O*、OH*自由基摩尔分数峰值增大,并且H+O+OH摩尔分数峰值与层流燃烧速度存在线性关系。     

基于NO_x的平焰燃烧加热炉最佳过剩空气系数的数值研究

采用数值模拟的方法,对不同过剩空气系数下平焰燃烧加热炉火盘直径、炉膛温度标准差系数和出口NO质量分数进行了研究。结果表明:随着过剩空气系数的增加,火盘直径减小,炉膛温度标准差系数先减小后增大再减小,出口NO质量分数先增大后减小,研究炉型的最佳过剩空气系数为1.075。     

胡敏酸对水泥土强度的影响及机理

针对实际工程中胡敏酸造成水泥土搅拌桩强度降低的问题,利用室内试验研究不同胡敏酸掺入量、不同水泥掺入比制备的水泥土试样以及在不同养护龄期下水泥强度的变化规律,基于扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)的检测结果,分析胡敏酸对水泥土试样强度的影响机理.结果表明,1)水泥土试样的无侧限抗压强度随着胡敏酸质量分数的增大而减小,其峰值应力处的应变也随着胡敏酸质量分数的增大而降低;水泥土试样的无侧限抗压强度随着养护龄期的增大而增大;水泥土试样的无侧限抗压强度随着水泥质量分数的增加而增大,但随着胡敏酸质量分数的增大,低水泥质量分数的无侧限抗压强度增幅较小.2)通过对扫描电镜观察和能谱结果的分析,添加胡敏酸制备的水泥土试样,微观结构变松散,土颗粒周围的胶结物质减少;水泥质量分数较低时孔隙较多且较大,孔隙随着水泥掺入比的增大而减少,水泥结构变得更为密实;水泥土试样中水泥的水化产物即水化硅酸钙(C-S-H)与水化铝酸钙(C-A-H)随着胡敏酸质量分数的增大而减少,其微观结构中水泥的水化产物减少,能谱分析中水泥土的Ca质量分数减小,其宏观上表现为水泥土无侧限抗压强度降低.     

热水解-厌氧消化工艺中污泥的触变性分析

采用触变动力学系数作为评价指标,通过流变试验研究了热水解-厌氧消化联合工艺中污泥标准化黏度和触变性的变化规律,并探讨了屈服应力和触变性二者间的联系,从触变性角度为热水解-厌氧消化污泥的处理处置提供参考依据。结果表明:与滞后环相比,用触变动力学系数K更适合表征污泥的触变性;调配污泥、热水解污泥和厌氧消化污泥的标准化黏度均随时间增大逐渐减小;3种污泥的触变性随TSS质量分数增大而减小,经热水解-厌氧消化后污泥的触变性增大,流动性增强;污泥屈服应力越大,触变性越小,稳定性越强。     

硬脂酸粉着火敏感性影响因素及惰化研究*

为预防和减轻硬脂酸粉加工、储存和运输过程中的燃爆危害,采用Godbert-Greenwald恒温炉分别研究质量浓度、分散压力、惰性粉体质量分数对硬脂酸粉尘云最低着火温度的影响规律。研究结果表明:硬脂酸粉尘云的最低着火温度随质量浓度和分散压力的增加先减小后增大,当质量浓度和分散压力分别为485.4 g/m3,15 kPa时,硬脂酸粉尘云最低着火温度达到最小;添加少量惰性粉体增大了硬脂酸粉尘云分散性,对硬脂酸粉尘云最低着火温度的降低起到促进作用;随惰性粉体质量分数的增加,硬脂酸粉尘云最低着火温度先迅速增大后增速变缓;SiO2通过物理作用抑制硬脂酸粉尘云燃烧,Al(OH)3除物理作用外还通过化学分解参与自由基碰撞,可有效提升硬脂酸粉尘云的最低着火温度。     

山脚地形下天然气管道泄漏扩散的特性分析北大核心CSCD

为了研究山地天然气管道泄漏扩散的影响情况,掌握山地管道泄漏扩散的规律,以西南山地天然气管道沿线高后果区为工程背景,建立山脚地形下管道泄漏扩散模型,采用计算流体动力学(CFD)软件Fluent研究不同泄漏孔径、不同风速对山脚地形下泄漏扩散的影响情况。结果表明:随泄漏孔径增大天然气射流核变粗、变长,射流初始截面和初始速度变大,射流的高度和幅度也变大,泄漏的影响区域变大;随泄漏孔径增加山脚地形下射流中心线的偏转程度变大,山脚处聚集的甲烷质量分数越来越高;在有风条件下,风速作用使甲烷在山脚处产生了聚集,且聚集的甲烷质量分数超过使人窒息的甲烷质量分数10%,随风速增大山脚处甲烷聚集的质量分数先增加后减小,且沿山坡向上扩散的甲烷质量分数先增加后减小。     

纳米羟基磷灰石对小麦植物酶及土壤酶活性的影响研究

采用土培方式研究纳米羟基磷灰石(NHAP)在不同质量分数下,小麦幼苗植株中3种植物酶及3种土壤酶活性的变化,并探讨添加不同质量分数NHAP对植物及土壤的影响.研究结果表明,添加NHAP后在初期(第7 d)能显著(p＜0.05)提高土壤pH值,但随着培养时间的推移,在第21 d时,对照处理(CK)与添加不同质量分数NHAP的处理1(T1)、处理2(T2)、处理3(T3)各处理间差异不显著(p＞0.05).添加NHAP可提高植物超氧化物歧化酶(SOD)活性,处理21 d后,与CK相比,除T1处理外,T2、T3处理SOD酶活性均显著提高.添加NHAP降低可过氧化物酶(POD)活性,在21 d处理时,T3处理POD酶活性显著降低,而T1、T2处理不明显.与CK相比,添加NHAP对植物过氧化氢酶(CAT)酶活性影响不显著.添加NHAP能提高小麦根际土壤过氧化氢酶活性,在第21 d,T1、T2、T3处理的土壤中过氧化氢酶活性显著增强,比CK分别提高19.5％、29.0％、49.8％.小麦根际土壤脲酶活性随时间延长变化不同,前14 d随NHAP质量分数升高而增加,之后随NHAP质量分数升高变化不明显.施加NHAP对土壤碱性磷酸酶活性影响不明显.综合考虑NHAP对小麦植物酶活性及土壤酶活性的影响以及经济成本等因素,确定添加纳米羟基磷灰石的适宜质量分数为1％.     

弯管与盲通管冲蚀磨损对比分析研究

为了研究石油管道流向急剧改变处的冲蚀磨损问题,采用DPM模型,通过改变入口流速、颗粒质量流速、颗粒直径,对90°弯管与盲通管的流场分布及冲蚀情况进行数值模拟。结果表明:弯管与盲通管最大冲蚀速率随入口流速的增大呈指数增长,随颗粒质量流速的增大呈线性增长;在50~100 μm粒径范围内,最大冲蚀速率随粒径的增加逐渐减小,在100~300 μm粒径范围内,随粒径的增加而增大;在入口流速、颗粒质量流速、颗粒直径相同的条件下,弯管最大冲蚀速率明显高于盲通管最大冲蚀速率,盲通管的耐蚀性更强;由于流体在盲通管产生涡旋现象,增加了颗粒能量的耗散,从而减小了进入下游管线颗粒的速率,使得颗粒更易积存于盲通段形成堆积层,减小了下游管段冲蚀速率。     

CFRP、Ti及其混合物粉尘云最低着火温度研究北大核心CSCD

为研究碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)、钛(Ti)和CFRP/Ti叠层压板粉尘云最低着火温度(MITC),利用Godbert-Greenwald炉对CFRP粉尘、Ti粉尘及其3种混合粉尘的MITC进行测定,分析了粉尘云质量浓度、喷粉尘压力对不同粉尘MITC的影响,以及CFRP和Ti混合情况下MITC的变化规律。结果表明:CFRP粉尘及Ti质量分数分别为25%、50%、75%的混合粉尘的MITC均处于510~525℃,Ti粉尘的MITC为470℃;在质量浓度454~4545 g/m^(3)范围内,5种粉尘的MITC均随质量浓度增加而降低,质量浓度越高,下降幅度越小;在喷粉尘压力10~80 kPa范围内,5种粉尘的MITC均先随压力增大而减小,而后随压力增大而增大,其中CFRP粉尘及3种混合粉尘的MITC在20 kPa时最小,Ti粉尘则在50 kPa时最小;CFRP/Ti混合粉尘的MITC较单种粉尘有所升高。     

黑碳对土壤中农药呋喃丹吸附与解吸行为的影响

为了考察黑碳对土壤中呋喃丹吸附与解吸行为的影响,选取小麦秸秆,分别在250℃、450℃和850℃下制备黑碳,测定了黑碳的比表面积和孔体积;采用批处理振荡法测定了呋喃丹在人工添加黑碳土壤中的吸附-解吸行为.结果表明,随制备温度升高,黑碳的比表面积、孔体积和微孔率增大;人工添加黑碳的土壤对呋喃丹的吸附容量和吸附强度随黑碳添加量增加而逐步增加,吸附和解吸等温线的非线性也逐步明显.添加高温制备黑碳的土壤比添加低温制备黑碳的土壤吸附容量、吸附和解吸的非线性均增加.吸附农药的解吸迟滞作用与土壤中黑碳的质量分数密切相关,添加高温制备黑碳的土壤解吸迟滞现象明显.因此,土壤中添加黑碳在一定程度上保证了土壤使用的安全性.     

粉煤灰-煤矸石基胶结充填材料制备与性能研究

为了解决我国煤矿采空区地表沉陷以及"三下"压煤资源浪费的问题,提出以粉煤灰-水泥熟料-脱硫石膏复合胶凝材料为胶结材,原状粉煤灰为细骨料,破碎后的煤矸石为粗骨料制备新型煤矿开采胶结充填材料。依据正交试验结果和各因素影响规律趋势图,确定充填材料的优化配合比。研究结果表明,适当增大水泥熟料掺量可缩短材料初凝时间,减小水胶比能使材料强度显著提高,而材料坍落度可通过选取适宜的浆体中的固体质量分数和灰矸比来有效调节,当胶凝材料中水泥含量为15%,脱硫石膏含量为8%,水胶比为2,灰矸比为2∶3,浆体中的固体质量分数为70%时,充填材料性能可达到最佳。通过试验优选材料各项参数,工业废弃物可以用来制备高质量的胶结充填材料。     

热电厂炉渣作为煤矿膏体充填材料的配比试验研究

为了寻求既满足充填工艺要求又能够降低成本的新型充填材料,通过一系列试验,研究了热电厂粉煤灰/炉渣比例、膏体质量浓度和水泥含量等因素对膏体充填材料性能的影响规律,据此确定了材料最优配比。结果表明:随着粉煤灰/炉渣比例的增加,坍落度、扩展度和充填体强度均呈现先较大幅度增加然后又缓慢减小的变化趋势,料浆泌水率呈近似负指数规律降低;随着质量浓度的增加,坍落度、扩展度及泌水率均随之显著变小,充填体强度近线性增大;随着水泥含量的增加充填体强度随之显著增大,坍落度、扩展度和泌水率均呈现缓慢减小的变化趋势;材料的最优配比为粉煤灰、炉渣和水泥的质量比为 20∶48∶6,质量浓度为 74%,此时料浆流动性和充填体强度完全符合充填开采基本要求。