生物型表面活性剂在煤表面润湿吸附规律研究

为了探讨生物型表面活性剂溶液在煤表面的润湿吸附规律,选定茶皂素、蔗糖酯、无患子和脂肽这4种结构性能不同的生物型表面活性剂作为研究对象,通过对4种溶液在煤表面接触角和表面张力进行测定,研究这4种生物型表面活性剂在煤表面的铺展系数、黏附功、黏附张力等润湿吸附参数。研究结果表明:脂肽的表面张力、接触角和黏附功均低于其他3种溶液,而其铺展系数高于其他3种溶液,说明脂肽在煤表面的润湿吸附性要强于茶皂素、蔗糖酯和无患子,但是黏附性则低于茶皂素、蔗糖酯和无患子。脂肽对煤体的润湿吸附性能优于另外3种生物型表面活性剂。     

非阳离子表面活性剂对煤润湿性能影响的研究

为改善煤层注水效果,有效防治矿井瓦斯灾害,研究非阳离子表面活性剂对煤体的润湿影响。选择JCY接触角测试仪和BZY表面张力测试仪测定十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基硫酸钠(SDS)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)和辛基苯基聚氧乙烯醚(TX-100)等4种非阳离子表面活性剂在不同质量浓度下的接触角和表面张力,并由此计算溶液的铺展系数、临界表面张力、黏附张力、黏附功和表面自由能等润湿性参数,分析4种表面活性剂对煤体润湿性能的影响。结果表明:4种非阳离子表面活性剂溶液的表面张力和接触角均与其溶液质量浓度成一阶指数衰减函数关系;铺展系数与表面活性剂溶液质量浓度成幂函数关系;黏附功和黏附张力与其溶液质量浓度均成负幂函数关系;表面自由能与其溶液质量浓度成负线性关系;SDBS和SDS溶液的临界表面张力、黏附张力、黏附功及表面自由能均小于AEO和TX-100,但铺展系数大于AEO和TX-100,说明SDBS和SDS对煤体的润湿性能优于AEO和TX-100,对煤层注水效果明显,进而抑制瓦斯浓度超限等灾害。     

液滴撞击超疏水冷表面的反弹/黏附特性对比研究*

为研究液滴撞击超疏水冷表面动力学现象,通过开展去离子水液滴撞击CuO超疏水表面实验,研究表面温度对液滴碰撞后响应方式的影响,分析铺展直径与反弹高度变化规律。结果表明:液滴撞击超疏水冷表面出现反弹与黏附2种响应方式,临界表面温度介于-25 ℃~-20 ℃之间;液滴反弹工况下,表面温度越低,液滴与超疏水冷表面之间接触时间越长,液滴最大反弹高度越小;液滴黏附工况下,随表面温度降低,液滴回缩程度减小,稳定铺展直径增大。研究结果可为表面结冰界面现象与防冰/除冰机理研究提供参考。     

置换法压井关井期间压井液下落速度计算方法

为了得到置换法关井期间压井液下落速度计算方法,基于气液两相流理论,借助FLUENT和OLGA软件模拟了压井液下落过程,利用段塞流和Turner液滴下降理论,建立了置换法压井液在井筒中的下落速度模型。研究结果表明:置换法关井期间,压井液下落主要以段塞流或者环状流形式存在;与OLGA软件分析结果对比得出,压井液下落的初始峰值速度跟液滴模型相近,平均速度跟段塞流模型相近,建议置换法压井设计使用段塞流模型;关井套管压力越大,则压井时间越长;关井套管压力越大,且地层破裂压力越大,则压井次数越少,压井时间也较长;压井液密度越大,则压井时间越短,最终的套管压力就越小。     

新型环保水基渗透探伤剂的配制及性能研究

渗透探伤是一种重要的无损探伤技术。研究渗透性液体物性参数影响渗透过程的机制对渗透剂新产品的研发具有重要指导意义。配制了一种水基探伤用渗透性液体,探究了其表面张力、黏度和所用表面活性剂的HLB值对其铺展能力、毛细爬升高度、平衡渗透面积和渗透速度的影响。结果表明,液体的表面张力主要影响其铺展能力、毛细爬升高度和平衡渗透面积。表面张力越大,铺展能力越差,毛细爬升高度越大,平衡渗透面积越大。液体的黏度主要影响其渗透速度,黏度越大,渗透速度越慢。液体所用表面活性剂的HLB值对渗透效果没有明显的影响。     

湿润剂表面张力对硫化矿尘吸湿效果的影响

采用毛细管反向渗透实验装置,以湿润剂表面张力为衡量指标,通过分析3种硫化矿尘在十二烷基苯磺酸钠（SDBS）、十二烷基磺酸钠(SDS)、十二烷基硫酸钠(K12)3种阴离子表面活性剂中的吸湿效果,比较得出3种表面活性剂湿润性能大小。利用ZISMA图得出表面活性剂在3种硫化矿表面铺展的临界表面张力值,并探究其值对湿润行为和湿润效果的影响。研究表明:3种阴离子活性剂的湿润性能SDBS＞SDS＞K12,湿润剂在3种硫化矿表面铺展的临界表面张力分别为27.3,26.6,26.0 mN/m,且吸湿增重和吸湿速度的峰值是受铺展润湿作用的影响。     

矿井机电硐室排热风流与喷淋液滴热湿传递研究

为了解决矿井机电硐室热害问题，基于局部排热降温方案，研究风流与喷淋液滴热湿传递规律，通过引入体积换热系数，建立两相流热湿传递模型，并推导单个液滴粒径演变方程。利用上述理论关系，结合试验数据，开展数值仿真，量化液滴粒径及速度、水气比、风速和相对湿度对热湿传递的影响。研究结果显示，体积换热系数是空气流速、液滴粒径及速度和水气比的函数；减小液滴粒径不仅可以有效增大气液接触面积，还可以增大体积对流换热系数，但也加快了气液相对速度的衰减，减弱了两相掺混强度，进而引起体积换热系数迅速衰减，影响热湿传递进程和速率；存在临界粒径，使得液滴-空气在减湿冷却过程中气液终态温湿度趋于一致。基于工程背景，得到在排热风温为50℃,喷水初温为25℃条件下，临界液滴粒径为243μm,喷水室临界尺寸为0.6 m时，可使风温降低10℃。研究结果可为矿井机电硐室降温提供重要理论依据。     

抑尘液滴与尘堆表面之间的动态接触行为研究

水雾除尘效率来源于尘、雾颗粒之间的固-液动态相互作用,从细观角度出发,系统研究水雾液滴与尘堆表面之间的接触、碰撞行为规律.采用高速摄像、图像分析处理技术,从液滴行为、液滴接触角动态变化2个方面研究了液滴在尘堆表面的动态接触行为规律,并对比分析了液滴表面张力、黏度及尘堆粒径对动态接触行为影响的差异.结果表明,液滴在尘堆表面的动态接触行为分为碎裂直接铺展、回缩和回缩反弹3种模式,其接触模式主要取决于粉尘粒径、液滴黏度.在粒径不断减小的尘堆表面,相同理化性质的液滴的行为模式依次为碎裂直接铺展、回缩、回缩反弹.在保证液滴其他性质相同的条件下,增大液滴黏度会导致液滴回缩及回缩反弹行为模式在粉尘粒径较大的尘堆表面提前发生.伴随着液滴黏度增加或尘堆粒径减小,液滴在尘堆表面的接触角会发生动态波动,出现一定数量的波峰和波谷.     

液体气溶胶抑制受限空间内烃类挥发的实验研究

在含有残留油品的受限空间内作业时,易发生油气燃爆事故。利用两性离子型氟碳表面活性剂组分制备了具有低表面张力的抑爆剂溶液,能够在易挥发烃类液体表面自由铺展成液膜,从而对烃类液体形成液封,抑制油气挥发。利用超细雾化装置,能够将抑爆剂溶液雾化形成液体气溶胶,气力输送至受限空间内。实验验证了受限空间内液体气溶胶中的微小液滴能够沉积在残留油品的表面形成液封,同时液滴和液膜的气液界面能够吸收空间内的油气分子,从而降低空间内的油气浓度。研究证明,利用抑爆剂液体气溶胶混合物来置换含残留油品受限空间内的油气,能够将受限空间内的油气浓度长久维持在10%LEL(Lower Explosion Limit)以下,降低空间内油气燃爆风险。     

个体防护用品知识讲座(十一) 防酸、抗油拒水及阻燃防护服的防护性能简介

为了实现纺织品抵御有害环境对人体伤害的功能，达到适用性与安全性统一的目的，目前国内外普遍采用的技术就是纺织的后整理工艺，例如防酸面料、阻燃面料、抗油拒水面料等都是通过整理工艺来实现其防护功能的。一、防酸及抗油拒水面料及服装l．防护原理防酸及抗油拒水面料的防护原理基本相同，都是通过整理工艺，改变织物纤维表面的特性。一般液体滴在固体表面，由于液体和固体的表面张力及液体和固体间的相互作用。使液满会形成各种不同的形状。如图1所示。当接触角0＝180°度时，液滴为珠状，是一种理想的不湿润状态，这是织物防护有害液…     

一种新型高铺展性水成膜泡沫的性质以及灭火性能研究

介绍了一种自制的多组分水成膜泡沫溶液,并对该泡沫溶液的各种性能(表面张力,铺展性,灭火性能等)进行了表征,同时与传统的水成膜泡沫进行了对比.试验结果表明,该泡沫溶液的表面张力和界面张力很低.极低的表面和界面张力导致该泡沫在液体燃料表面具有很强的铺展性,能在极短的时间内在燃料表面铺展成一层液膜,使燃料表面迅速隔氧降温,从而达到迅速灭火的作用.在通过压缩空气泡沫系统进行灭火的试验中,不论泡沫浓度处于3%或6%,在液体流量较大的情况下,该泡沫对标准柴油火的熄灭时间都在3秒之内.另外,泡沫溶液的铺展性和所形成的泡沫的灭火性能的试验结果表明水成膜泡沫的灭火速率主要是由其在燃料表面形成水膜的速率决定,而形成水膜的速率主要是由泡沫溶液的铺展速率、即铺展性决定的.     

全氟辛酸钠-辛基三乙基溴化铵混合水溶液在油面上的铺展研究

氟表面活性剂水溶液在油面上的铺展是水成膜泡沫灭火剂的基础.通过研究全氟辛酸钠(SPFO)与辛基三乙基溴化铵(C8NE)复配后的水溶液在环己烷、正庚烷、90号汽油上的铺展行为,表明阴、阳离子表面活件剂之间产生的强烈增效作用不仅提高了铺展性能,使本来不能铺展的单一SPFO和C8NE水溶液变为铺展,而且大大降低了氟表面活性剂的用量.考察两种表面活性剂不同混合比例及总浓度对铺展速度、铺展量、临界快速铺展浓度的影响,并通过表面张力的测定从机理方面进行辅证.在所研究的浓度范围内,SPFO-C8NE混合体系的总浓度越高,混合比越接近等摩尔,越有利于快速铺展和增大铺展量.等摩尔SPFO-C8NE混合溶液在不同油面上铺展量从大到小依次为环己烷、90号汽油、正庚烷.     

水成膜泡沫灭火剂标准GB 17427-1998的研究

结合作者对水成膜泡沫灭火剂(AFFF)的研究结果,讨论了AFFF国家标准GB 17427-1998的一些值得商榷之处.对GB 17427-1998中的AFFF定义、"扩散系数"和“扩散能力"、老化试验、pH值与泡沫水溶液的腐蚀性以及表面张力和界面张力的测定等进行了详细讨论,并提出了相应的修改建议.建议修改 AFFF的定义、"扩散系数"和"扩散能力"等术语.将铺展系数的测定改为测定能迅速铺展的泡沫水溶液在油面的铺展量.建议修改老化试验及泡沫水溶液腐蚀性的判断标准,用更准确的方法测定泡沫液的表面张力和油水界面张力.希望本文的一些讨论能对我国AFFF标准的进一步完善有所帮助.     

煤层注水润湿效果的研究

本文通过对表面活性剂类型、浓度与表面张力的关系分析研究,确定了能够有效提高固体表面润湿效果的表面活性剂类型和浓度,并提出了表面张力与表面活性剂浓度对数值之间的函数关系,可以为煤矿防尘、瓦斯防突出等实际应用中表面活性剂的使用提供借鉴和帮助,具有现实意义。     

表面活性剂对细水雾雾流密度影响的实验研究

为探讨表面活性剂对细水雾雾流密度的影响,以十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠为研究对象,采用量杯法测量细水雾雾流密度值,分析表面活性剂对细水雾雾流密度影响,研究不同工作压力下含表面活性剂细水雾雾流密度变化规律。研究表明:表面活性剂作用下,溶液表面张力系数降低,表面能耗降低,雾场中心雾流密度减小,细水雾扩散性能得到有效改善,雾滴分布更均匀。工作压力对普通细水雾雾流密度有明显影响,工作压力越大,雾场中心区雾流密度越小,喷雾半径越大;对含表面活性剂细水雾雾流密度影响较小,中心区雾流密度变化较小。     

气凝胶消防救援服内衬的热阻计算

为提高消防救援服在高温环境中的穿着热舒适性能,探究消防救援服内衬热阻的理论公式推导和数值计算,推导得出粒径、导热系数、填充角度和热阻之间的关系,用Matlab作出三维模型图,表示热阻和三者之间的关系.结果 表明:当粒径越小,填充角度越小和导热系数越小时,热阻值越大;当填充颗粒的粒径一定时,等热阻线呈现抛物线趋势,且随着...     

中压燃气管道泄漏工况下流量扰动幅度模拟分析*

为检测和定位燃气管道泄漏,基于泄漏定位公式,利用模拟软件Pipeline Studio构建等效中压管道模型,模拟不同工况条件下燃气管道泄漏动态。结果表明:泄漏发生后,一定时域内用户端流量将出现扰动,供气压力越高、供气量越大、泄漏孔径越小、管道长度越长,流量扰动持续时间越长;忽略管长影响,泄漏位置越接近气源,流量扰动幅度越易出现先增大后减小趋势,反之易出现单调递减趋势;泄漏端位置距离用户端越近,流量扰动幅度越大,反之越小。研究结果可为燃气管道泄漏检测和定位提供理论依据。     

基于元胞自动机的地上管道点蚀模拟研究

采用三维元胞自动机模型从介观的角度对湿大气腐蚀环境中输油管道表面蚀坑的生长演化过程进行研究。模拟中主要金属溶解和钝化、质量转移以及化学电化学效应,基于元胞自动机将物理模型转化为离散的数学模型。在三维模型下,研究在不同溶液浓度、溶解概率、钝化概率下蚀坑随模拟时间的生长规律,其结果表明为服从线性关系,当腐蚀溶液浓度c、溶解概率P_d越大,而钝化概率P_p越小时,蚀坑等效半径越大,蚀穿时间越短。同时提出了蚀坑对比深度β_d等一系列腐蚀损伤参数,确定出β_d值约为1.5～2.5。     

窄通道内水沸腾换热的数值模拟研究

利用FLUENT软件模拟了间隙宽度为2,5,10 mm,长度为100 mm的3种竖直窄通道内的沸腾换热过程。在考虑了重力、表面张力和壁面粗糙度影响的条件下,分析了通道间隙尺寸及入口流速等参数对ONB点、系统进出口压差、出口平均温度以及平均表面换热系数的影响。模拟结果为:对于相同入口流速的窄通道,间隙尺寸小的窄通道出口平均温度、进出口压差以及平均表面换热系数较大,ONB点产生较早。通道入口流速越小,ONB点产生越早;较小的粗糙度有利于窄通道的沸腾换热。     

降膜对喷淋塔吸收特性的影响

吸收液在喷淋塔内以液滴和降膜两种形式存在,为了深入考察降膜对喷淋塔吸收特性的影响,以多孔分布板代替传统的压力式喷嘴,实现了降膜和液滴流量的可控调节,结合喷淋塔流体力学特性和双膜理论,建立了液滴及降膜的传质模型,并进行了试验验证,通过定量计算,分别考察了喷淋量及空塔气速对降膜吸收速率分率的影响.结果表明:所建模型可以较好地模拟喷淋塔脱氨过程,相对误差小于4％;降膜吸收速率分率几乎不随空塔气速而变化,但随喷淋量增大而减小;当大量吸收液在塔内壁形成降膜时,要达到相同吸收率所需喷淋液量将更大.