微颗粒在表面粘附的力学模型可视化研究

通过中外文数据库对微颗粒在表面粘附的力学模型研究成果进行了检索,分析发现这些模型抽象、不直观,不利于理解和研究粘附的机理,基于此,利用MATLAB软件对这些粘附力学模型进行可视化模拟,通过归纳、分析和总结评价,提出今后的研究方向.     

模拟月尘颗粒真空辐射条件下粘附力测试技术研究

目的研究适合于真空辐射条件下颗粒粘附力的测试技术。方法采用调研、分析和计算的方法建立颗粒物粘附力测试方法。首先调研分析大气条件下颗粒粘附力的测试方法,对比分析原子力显微镜测试方法、离心测试方法、静电测试方法、振动分离测试方法以及激光测试方法的适用性。结果现有测试方法并不适用于真空辐射条件下颗粒物粘附力的测试。针对该问题建立了基于颗粒运动的粘附力分析测试方法,通过该方法可获取颗粒带电量和粘附力,给出了基于该方法的试验系统和试验装置的初步设计。结论该测试方法可行,能够满足模拟月尘颗粒粘附力测试的要求。     

紊流状态下高梯度磁净化除尘效率研究

根据粉尘颗粒层表面过滤的"尘滤尘"现象,分析了高梯度磁净化除尘过程,建立了轴向饱和堆集模型,推导出紊流状态下粉尘的分级除尘效率计算式,在一定程度上反映了影响除尘效率的一些因素,对其进行试验研究具有一定的理论指导意义.     

堆煤场煤尘起尘及其在大气中运移扩散的理论研究

以堆煤场煤尘为对象，在对粉尘颗粒在大气中的受力状况进行分析的基础上，对开放性尘源表面的粉尘起尘及其在大气中扩散的运动轨迹进行了理论研究和数值模拟。利用Lagrange方法，研究了堆煤场煤尘颗粒群的扩散运动方程，为利用计算机对颗粒运动轨迹进行模拟提供了科学依据，同时为评价露天矿堆煤场对环境造成的污染提供了理论指导。     

基于HBPs接枝的PVDF膜亲水改性及抗污染性能

在聚偏氟乙烯（PVDF）微滤膜表面接枝超支化聚合物聚乙烯亚胺（HPEI）,并通过环氧丙醇与氨基的开环反应在PVDF膜表面形成高密度的多羟基结构,实现PVDF膜的亲水改性.实验对膜的表面亲水性、抗粘附性能和抗污染性能进行表征,并采用原子力显微镜（AFM）测量膜与污染物探针之间的粘附力以进一步探究改性膜的抗污染机理.实验结果显示,改性后,PVDF膜的接触角从85°减小至42°,润湿时间从20s缩短至10s,表面亲水性显著提高;在静态吸附实验中,改性膜表面粘附的蛋白质和多糖数量明显减少;在动态污染实验中,改性膜的水通量恢复率（FRR）较高,不可逆通量下降率（IFR）较低,说明其较强的抗污染性能.AFM界面粘附力的测试结果表明污染物探针与改性膜面的粘附力较弱,进一步证实改性膜表面丰富的亲水基团以及超支化结构的位阻效应可以有效改善PVDF膜的抗污染性能.     

伊犁尼勒克黄土石英颗粒微形态特征及其成因与物源意义

石英颗粒表面微形态分析是判断沉积物成因和来源的重要方法之一。对伊犁盆地尼勒克黄土石英颗粒表面微形态特征进行了研究,并将其与冰川、河流、沙漠样品进行比较,结果表明尼勒克黄土石英颗粒磨圆较差,冰川和水流作用的微形态特征明显,系近源风力搬运沉积。通过对比分析讨论了石英粉砂的可能产生机制,认为流水和寒冻风化作用为伊犁黄土的形成提供了重要动力来源。尼勒克黄土的物质来源和匈牙利黄土类似,而与黄土高原黄土有较大差别,这主要表现在经受风力搬运-沉积的次数上或者风力搬运的距离上。该研究为解译伊犁地区黄土的古气候环境意义提供了重要基础。     

预测脉冲袋滤器阻力数学模型的建立

<正> 分析研究脉冲袋滤器阻力的特点得出,粉尘与滤料的粘着力和脉冲反吹产生的分离力之间的关系,对去除滤料表面上沉积的粉尘起主要作用。通过脉冲喷射压力,电磁阀的作用,脉冲空气的体积同滤袋体积之比,以及毡质滤袋的弹性和挠性,来研究能量以脉冲的方式传递到含尘滤袋的力学原理。本文仅研究粉尘沉积和清灰的速度,以及袋滤器阻力达到稳定状态时滤袋清灰前后粉尘的有效值和实际含量。本文旨在建立预测脉冲袋滤器阻力的数学模型,该模型可用来估算所有设计和操作参数条件下脉冲袋滤器的阻力。     

纳米颗粒原位植入法制备改性超滤膜及其抗生物污染性能研究

选取氧化铝分散体(Al2O3)、Linde A型沸石(LTA)、Linde L型沸石(LTL)和X型八面沸石(FAU-X)4种纳米颗粒,采用原位植入的方法对超滤膜进行表面改性,以提高聚砜超滤膜的抗生物污染性能.通过扫描电子显微镜、接触角测定、抗生物污染性能测试等方法来表征改性前后膜结构和性能的变化.结果表明,纳米颗粒在膜表面的原位植入具有其可行性,该方法只改变超滤膜的表面形貌,对断面和底面的结构没有影响;纳米颗粒原位植入法改性后,超滤膜的亲水性有显著提高.就抗生物污染性能而言,纳米颗粒的植入提高了膜的抗粘附性能,在纳米颗粒覆盖的区域没有大肠杆菌粘附生长;在这4种膜中,UF-LTA和UF-LTL膜的抗粘附性能优于UF-Al2O3和UF-FAU-X膜.相较而言,LTA型沸石在膜表面分散效果良好,原位植入后显著改善了膜的亲水性并且表现出较好的抗粘附性能,可作为理想的材料用于下一步研究.但LTA型沸石的抗水流剪切的能力较弱,要想提高该种纳米颗粒在膜表面的结合牢固性,应考虑减小颗粒的粒径.     

南响堂石窟表面粉尘特征及对石雕影响的研究

从对石窟石雕表面所覆盖的粉尘进行的物、化性能测试分析入手,对粉尘的特征、来源进行了系统地研究,指出粉尘主要由水泥尘、粘土尘、烟及煤炭尘组成,其来源为石窟周边的工业污染源.同时对粉尘与碳酸盐岩石雕表面所发生的各种反应进行了讨论,提出该工业粉尘是导致石窟石雕表面破损的一个不可忽视的重要因素.      

非金属矿物粉尘表面电性及其生物学危害作用探讨

在前人对矿物粉尘在不同介质中其表面活性基团的特征（表面电性、生物活性）以及由此引起的生物学危害作用机理研究的基础上,对一些非金属矿物粉尘的表面电性特征及其变化进行了系统研究,结合生物化学及分子细胞生物学理论,对矿物粉尘表面电性特征引起的生物学危害作用（致病）机理进行了探讨．结果表明,在矿物粉尘致病总毒性原因构成上,除其纤维形态特征和持久性外,其表面电性特征是不可忽视的重要因素．     

蛋白质对PVDF超滤膜污染行为的界面微观作用力解析

采用原子力显微镜,结合自制微颗粒探针,对膜-污染物及污染物-污染物间微观作用力进行了检测分析,考察了不同p H条件下牛血清蛋白(BSA)在不同界面特性PVDF超滤膜上的膜污染行为.结果表明,在膜过滤初期,通量剧烈衰减主要由BSA和膜之间黏附力作用导致,在膜过滤后期,BSA与BSA之间的黏聚作用则是影响后期膜污染行为的主要因素;PA膜-BSA和PP膜-BSA之间的黏附作用力均大于BSA-BSA之间的黏聚作用力,说明在整个膜过滤过程中,BSA与PVDF超滤膜之间的黏附作用对膜污染起主导作用;相同p H条件下,PA膜-BSA之间的微观作用小于PP膜-BSA之间的相互作用力,说明亲水性较强的PA膜具有较强的抗污染性;而PA膜和PP膜过滤后期BSA-BSA之间黏聚力相差不大,也进一步说明膜过滤过程中膜-污染物之间的微观作用力是影响膜污染行为的主要因素.     

基于污染物临界粘附力的超滤动态过程的CFD模拟

针对膜污染的动态变化问题,通过计算流体力学(CFD)手段建立了中空纤维膜的二维轴对称模型,综合考虑了污染物间粘附力及水流剪切力的影响,提出有效剪切应力的概念,在模型中耦合了变形几何、自由多孔介质流动及稀物质传递3种物理场,将污染物法向积累、切向有效剪切与污染物界面处的网格速度相关联,建立了膜面污染物截留的动态模型.依据死端过滤与错流过滤的实验数据,确定出模型的匹配参数.在此基础上,研究了不同进给方式(连续流与脉冲流)对膜面污染物的影响.模拟结果表明,当水流剪切力足以克服污染物的临界粘附力时,可对膜面污染物起冲刷作用;与连续流相比,脉冲流具有更高的有效剪切速率,在对膜面污染物的冲刷作用方面更具优势.     

空气过滤中气体流速对滤饼的影响

研究了过滤风速对滤饼空隙率的影响,同时研究了反吹风速与滤饼残余阻力的关系,并进一步探讨了滤饼与滤料附着力的计算。结果表明:过滤速度的增加会导致滤饼层阻力增加和空隙率的减少,过滤速度的增加会导致滤饼层残余阻力的增加,利用反吹风速与压力损失的变化关系,可以估算得到粉尘与滤料的附着力。     

水质条件对膜-羧基官能团之间微观作用力的影响特征

为了探讨pH值、离子强度及膜材料对膜-污染物间相互作用力的影响特征,利用自制的典型膜污染物羧基官能团胶体探针,结合原子力显微镜定量考察了羧基官能团与PVDF及EVOH超滤膜间的相互作用力随pH值及离子强度的变化特征.结果表明:带有羧基基体的污染物与PVDF及EVOH超滤膜之间的相互作用力皆随着pH值的增大而减小;但是上述作用力随着离子强度的增加呈现特殊的变化趋势:在离子强度为0~10mmol/L时,膜-带有羧基基体的污染物之间相互作用力随着离子强度的增加而增大;在离子强度为10~500mmol/L时,膜-羧基之间相互作用力随着离子强度的增大而减小.在特定的水质条件下,EVOH-羧基间的作用力远小于PVDF-羧基之间的作用力.     

微滤过程中腐殖酸与膜表面黏附特性的试验研究

为了进一步研究微滤过程中腐殖酸对微滤膜的污染机制,通过运用原子力显微镜(AFM),结合自制的PVDF胶体探针考察了不同的pH、离子强度以及钙离子浓度等水质条件下膜-腐殖酸与腐殖酸-腐殖酸之间微观黏附力的变化趋势以及与膜的通量衰减幅度之间的相关性.结果发现,微观黏附力是膜面污染产生的根本原因.由于pH的电性中和以及离子强度的电性屏蔽作用,膜-腐殖酸以及腐殖酸-腐殖酸之间黏附力随着pH的减小或离子强度的增大都呈增大趋势;而随着钙离子浓度的增大,由于少量钙离子的"架桥"作用以及过量时的电性中和作用,两种黏附力先增大后减小.各条件下,膜-腐殖酸与腐殖酸-腐殖酸之间黏附力都呈相同的变化趋势,且与对应污染膜的通量衰减幅度具有正相关性,为更加深入了解膜污染的形成机制提供了一定的理论支持.     

钢结构在役涂层的配套性和再涂性研究

目的 针对某濒海大型钢结构设施表面涂层大面积粉化、失光、变色现象,研究钢结构在役涂层老化失效后几种面漆重涂的配套性和再涂性。方法 进行面漆重涂试验,完成涂层体系的配套性和再涂性测试,评价在役涂层重涂后的性能。首先,将几种典型的钢结构在役防护涂层体系打磨掉老化的面漆后,作为初始涂层(涂层A);然后,选取在循环盐雾和氙灯老化加速试验中表现较好的涂层面漆作为涂层B,将涂层B涂敷在涂层A上,制备成新的涂层体系;最后,完成涂层配套性和再涂性测试,分析30组涂层配套组合的附着力、压痕长度、杯突试验结果,提出面漆重涂时的涂层优化配套方案。结果 涂层体系再涂后,所有试验件的涂层拉拔附着力测试均大于5 MPa,30组涂层体系组合中有9组(占30%)再涂涂层压痕长度降低,杯突试验测试值多在1.5~4.5 mm。结论 涂层体系再涂后,满足涂装防护涂层附着力的一般要求,抗压痕性能有所提高,延展性较好。在进行涂层再涂性和配套性评价时,应重点考虑附着力满足使用要求,提高涂层体系涂层的粘结力,其次才是考虑硬度和延展性。     

MMT对GDI、PFI汽油机微粒排放的影响

为研究MMT对GDI、PFI汽油机微粒排放数量浓度以及质量浓度的影响,利用DMS500快速型微粒光谱仪,对一台增压缸内直喷(GDI)汽油机和一台自然吸气式气道喷射(PFI)汽油机燃用基础油以及在基础油中添加有机锰(MMT)的燃油的微粒排放特性进行了试验研究.结果表明:MMT的添加均会增加GDI、PFI汽油机的微粒排放,燃用不同含Mn量的燃油,各负荷下GDI汽油机的微粒数量浓度均明显高于PFI汽油机.中小负荷下GDI、PFI汽油机微粒排放数量浓度以及质量浓度均随着Mn含量的增加而上升.大负荷下,PFI汽油机微粒数量浓度随着Mn含量的增加而上升,但GDI汽油机则是在燃用不含Mn的燃油时微粒数量浓度最低,而后随着燃油中Mn含量的增加,超细微粒数量浓度的峰值反而逐步降低.GDI、PFI汽油机核模态与积聚模态微粒数量变化的规律相似.     

基体表面状态对硅烷环氧杂化树脂涂层/2024铝合金间附着力影响

目的研究不同表面状态对硅烷环氧杂化树脂涂层/2024铝合金间附着力影响规律。方法结合硅烷环氧杂化树脂涂层的综合性能与实际应用情况,选取4种常见的预处理方式来改变基体表面状态,采用拉拔测试仪测试不同基体表面状态(基体表面p H值、基体表面粗糙度、基体表面能),涂层/基体间的附着力值,研究基体表面状态对该涂层/基体间附着力的影响关系。结果基体表面状体影响涂层附着力的根本原因是基体表面能、基体表面p H值和基体表面粗糙度。结论对于硅烷环氧杂化树脂涂层,其表面处理方式可用热碱清洗方法代替传统铬酸盐钝化;当硅烷环氧杂化树脂涂层喷涂厚度为30μm时,将铝合金基体表面粗糙度控制在Ra=4.75μm左右,可保证涂层有好的附着性,附着力值为8.84 MPa。     

袋式除尘器用滤布粉尘层剥离性能实验研究

通过对袋式除尘器用滤布反吹风清灰效果以及惯性力甩脱清灰效果的研究,实验表明,反吹风清灰时,在一定反吹风速下,滤布上粉尘负荷越大,清灰效果越好;在一定粉尘负荷下,粉尘剥离率随反吹风风速的增加而提高,当反吹风速增加到0.07 m/s时,剥离率趋于平缓;惯性力清灰时,在一定转速下,粉尘剥离率随粉尘负荷的增加而提高;在一定粉尘负荷下,粉尘剥离率随着惯性力的增加而提高,当惯性力达到200 Pa时,剥离率基本稳定;剥离力与剥离率具有良好的相关性,符合准=F/(a+bF)形式。研究结果有助于深化袋式除尘器清灰机理的认识,同时为袋式除尘器清灰方式和运行参数的选取提供科学依据。