检索结果-南通市图书馆

作者：李洋华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

面向等离子体材料的工作环境十分苛刻,其材料的选择决定着聚变堆装置的成功与否。碳基材料由于其高温承受能力好、不熔化只升华、具有高热导率和抗热冲击等优点是面向等离子体材料的重要候选材料。但是,当等离子体(氘原子、氚原子和氦原... 详细信息

面向等离子体材料的工作环境十分苛刻,其材料的选择决定着聚变堆装置的成功与否。碳基材料由于其高温承受能力好、不熔化只升华、具有高热导率和抗热冲击等优点是面向等离子体材料的重要候选材料。但是,当等离子体(氘原子、氚原子和氦原子)轰击碳基材料时,碳基材料所产生的溅射率高和氚的滞留率高等问题严重影响了其在聚变堆中的进一步使用。因此,研究碳基材料的溅射率有着重要的意义。本文通过分子动力学和蒙特卡罗相结合的方法,分别从粒子入射能量、入射粒子种类和基底温度三个因素对石墨、碳化硅和碳纤维增强碳化硅材料的溅射率进行计算与对比。计算表明:(1)石墨的溅射峰值在入射能量为25eV～50eV,碳化硅的溅射峰值在入射能量为200eV,碳纤维增强碳化硅材料的溅射峰值在入射能量为400 eV～500eV;(2)相同入射能量,石墨的溅射率>碳化硅的溅射率>碳纤维增强碳化硅材料的溅射率;(3)入射粒子种类对石墨的溅射率影响明显,溅射率随入射粒子的原子质量的增加而增大;而入射粒子种类对碳化硅及碳纤维增强碳化硅材料的溅射率影响不大;(4)基底温度对石墨的溅射率影响明显,溅射率随基底温度的升高而增大;但基底温度对碳化硅及碳纤维增强碳化硅的溅射率影响相对较小。此外,本文还研究了碳纤维增强碳化硅材料的溅射率随碳浓度和粒子入射角度的变化。计算可得:(1)当碳纤维增强碳化硅材料中碳的浓度为0.60～0.62左右时,溅射率达到最小值;(2)当入射角度小于30°时,溅射率几乎没有太大的变化,当入射角度大于30°时,溅射率随入射角度的增大而迅速降低。综合上述几种因素考虑,与石墨和碳化硅相比,碳纤维增强碳化硅材料更适合作为面向等离子体材料。

关键词：面向等离子体材料溅射率分子动力学蒙特卡罗

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云雾除尘过程的数值模拟研究

云雾除尘过程的数值模拟研究

作者：孙少伟湘潭大学

学位级别：硕士

煤炭开采过程中产生的粉尘颗粒,粒径小(ф><100 μm)、体表面积大,不仅危害工作人员身体健康也为井下作业带来极大的安全隐患。目前,煤矿除尘既缺乏成熟可供描述的理论体系,也未见到有完整系统的实验研究。然而,在诸多的粉尘颗粒除尘理... 详细信息

煤炭开采过程中产生的粉尘颗粒,粒径小(ф>平衡状态。综合以上各因素,云雾除尘技术中,在煤矿巷道中设置巷道通入风速0.5 m/s、云雾喷雾流量为3.12×106 N/s时,对粉尘颗粒的除尘效率最佳。实验的测试结果检验了本工作基于离散元思想的云雾除尘理论计算的可靠性。

关键词：云雾除尘煤矿粉尘离散元硬球模型碰撞频率随机波动速度

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多重库仑散射对缪子透射成像影响的研究

多重库仑散射对缪子透射成像影响的研究

作者：张建鸣华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着理论的不断完善和技术的不断发展,缪子成像技术已经发展为一种新型的无损成像技术。天然缪子源具有能量分布广、穿透性强等特点,这使得缪子成像技术可以应用于多种无损成像的场景,包括火山成像,隧道上覆层成像等,在考古领域也具有... 详细信息

随着理论的不断完善和技术的不断发展,缪子成像技术已经发展为一种新型的无损成像技术。天然缪子源具有能量分布广、穿透性强等特点,这使得缪子成像技术可以应用于多种无损成像的场景,包括火山成像,隧道上覆层成像等,在考古领域也具有广阔的应用场景。应用缪子透射成像时,缪子的路径被认为是直线传播,而由于多重库仑散射作用,带电缪子穿过物体的路径一定程度上偏离了直线假设,这种假设可能会影响到缪子透射成像结果的精度。因此本文通过Geant4程序定量的分析了多重库仑散射作用对缪子透射成像结果精度的影响,包括在小尺度物体(数米级别)和大尺度物体(数十米级别)两种观测方式下有无散射过程的成像结果对比分析。本论文首先研究了多重库仑散射作用对数米厚的岩石-空腔模型透射成像结果的影响,结果显示多重库仑散射作用增大了高密度区域与低密度区域的近垂直缪子通量衰减差异,造成在密度差异较大物质边界附近出现通量增加的假象,增大了界面附近的通量衰减差异。通过挑选散射角小于1°的缪子透射成像的方法,可以改善密度差异较大物质边界附近通量增加的假象,但缪子的通量变化更加明显,对于由通量衰减比值恢复密度绝对值的准确性也会产生一定影响。论文研究了多重库仑散射作用对二十米厚的四方体模型、竖条模型、棋盘格模型缪子透射成像结果的影响。模拟过程中还分析了探测器尺寸对成像结果的影响,由于探测器的平均效应,探测器无法准确的分辨出尺寸小于探测器尺寸的异常体模型,并在一定程度上模糊了模型不同密度区域的边界。缪子透射成像模拟结果显示多重库仑散射作用使得缪子穿过物体后的运动方向和位置更加随机,在一定程度上模糊了探测器接收到的缪子通量分布,进而减小了透射成像结果中不同密度区域间的密度差异。总体来说,多重库仑散射作用引起的模型密度恢复差异在模型绝对密度的2%以内,多重库仑散射作用对数十米厚的岩石模型的缪子透射成像结果影响较小。

关键词：缪子多重库仑散射 Geant4 透射成像

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SiC级联碰撞的分子动力学研究

SiC级联碰撞的分子动力学研究

作者：陈楷华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

由于碳化硅(SiC)拥有一系列相似晶体结构的同质多型体使得碳化硅具有同质多晶的特点,从而具有许多特殊优异的性能,被广泛用于半导体、高温应用、紫外光探测、加热元件、天文、离合器等领域。在核科学相关领域,SiC可以用作核燃料的包壳材... 详细信息

由于碳化硅(SiC)拥有一系列相似晶体结构的同质多型体使得碳化硅具有同质多晶的特点,从而具有许多特殊优异的性能,被广泛用于半导体、高温应用、紫外光探测、加热元件、天文、离合器等领域。在核科学相关领域,SiC可以用作核燃料的包壳材料,也是聚变堆第一壁材料的候选材料之一。SiC在电子设备和中子辐照环境中的使用引起人们很大的科学兴趣。当受到高能中子辐照时,SiC的微观结构会发生变化,进而影响材料的其他性能。研究这一变化过程的细节无论对于调控材料的结构,还是预测材料的性能都有一定的积极意义。我们使用原子位移级联的分子动力学建模来描述SiC中初级辐射损伤的性质。论文选取三种常见的SiC构型,3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC作为研究对象,通过ATK模拟软件对上述SiC构型进行了不同PKA能量,不同环境温度下的分子动力学模拟。我们将4H-SiC的级联碰撞模拟过程与相关文献结果做了详细对比,结果表明我们的计算模型具有很好的准确性。研究发现,SiC的级联碰撞过程以产生C原子缺陷为主。Sic反位缺陷多于Csi反位,且数目比接近2:1,PKA能量低于8 keV时,6H-SiC产生的CSi反位缺陷数不受PKA能量的影响,当能量升高到10 keV时,CSi反位缺陷数才有明显增加,这是由6H-SiC更为复杂且稳定的堆积方式所决定的。3C-SiC的反位缺陷与PKA能量的变化没有规律性关系,4H-SiC的反位缺陷数与PKA能量呈正相关;温度低于1200 K时对SiC的级联碰撞过程无明显影响,温度高于1500 K时主要对缺陷形成起促进作用,且该作用强度随着温度的升高先减弱后增强;PKA能量的升高对缺陷的产生速度有较大影响,其中3C-SiC缺陷的产生速度随着PKA能量的升高先增加后降低,并且在4 keV时有最大的缺陷产生速度。4H-SiC的缺陷产生速度保持在相对稳定的水平,6H-SiC则没有规律性变化,8 keV时缺陷产生最快,6keV时最低;在低能PKA条件下3C-SiC产生的稳定缺陷数目最多,在高能PKA条件下则是6H-SiC产生最多的稳定缺陷;相同PKA能量下,3C-SiC产生的C空位与Si间隙原子最多,6H-SiC则产生最多的C间隙原子与Si空位。

关键词：分子动力学模拟级联碰撞 SiC 点缺陷

气液两相流喷雾除尘技术影响因素研究及工程应用

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气液两相流喷雾除尘技术影响因素研究及工程应用

作者：李璞伟湘潭大学

学位级别：硕士

煤矿井下作业时将产生大量粉尘,其中包含的呼吸性粉尘具有粒径微小、分散度较高且极易吸附的特征,并且会随呼吸进入肺部,长期在此高浓度的环境下呼吸将对肺部产生不可逆的伤害。喷雾降尘技术在降尘方面应用广泛,其中最常见的为高压喷雾... 详细信息

煤矿井下作业时将产生大量粉尘,其中包含的呼吸性粉尘具有粒径微小、分散度较高且极易吸附的特征,并且会随呼吸进入肺部,长期在此高浓度的环境下呼吸将对肺部产生不可逆的伤害。喷雾降尘技术在降尘方面应用广泛,其中最常见的为高压喷雾技术,该技术形成的水雾对于大颗粒粉尘具有较好的沉降效果,但对粒径微小的呼吸性粉尘捕集效率不佳。研究发现气液两相流喷雾技术所形成的水雾,其粒径能接近呼吸性粉尘粒径,并对呼吸性粉尘具有高效的沉降作用,是新型的高效雾化降尘技术,但有关该技术的雾化机理、影响因素研究等方面仍有欠缺,本文重点针对对喷雾粒径、喷嘴布局等因素对呼吸性粉尘除尘效率影响进行了深入的实验研究。首先详细介绍高压喷雾实验平台的搭建,包括平台整体结构、喷雾单元的布局、仪器设备的选择等方面。实验平台是在目前国内最大除尘通道中搭建,横截面达到4m,使得实验环境更接近真实巷道,搭建该平台的目的是对比高压喷雾降尘技术与气液两相流喷雾降尘技术的优劣性。在喷雾系统中另一个重要的一个环节就是喷嘴,作为喷雾形成的主体,它的喷雾效果将直接影响到实验结果。对实验所用喷嘴进行Fluent流体模拟仿真,通过观察腔体内气水体积比、流速等影响喷雾粒径的因素,分析喷雾雾化过程并以此作为喷嘴工艺参数优化的标准。随后对喷嘴进行粒径测量标定,发现当气压0.25MPa时粒径最小且均匀度好,喷雾粒径D平均值为20μm,当气压小于0.25MPa时粒径在32～96μm范围变化,但气压越小越不均匀。确定喷雾粒径后进行降尘率影响因素的研究。首先根据之前的标定数据,测试不同喷雾粒径时的除尘率,其中大颗粒水雾由高压喷雾系统提供,结果显示水雾颗粒越小除尘率越高,最高可达72.52%,水雾粒径为25μm;然后研究喷雾单元支架之间间距对除尘率的影响,主要是为了解决喷雾间相互碰撞消耗的问题,结果为当支架间距大于2m后水雾之间的碰撞几乎消除;最后研究在每个喷雾单元上喷嘴的数量和位置与除尘率的关系,结果显示每排支架安装4个喷嘴效果最佳,位置在支架顶端或者支架两侧对除尘率影响不大。为验证前文关于喷雾粒径与除尘率关系的基础实验,在神东集团哈拉沟煤矿实地进行高压喷雾降尘与气液两相流喷雾降尘对比的工程实验,根据现场设计出特定的实验方案,实验结果显示各测试点的除尘率在开启气液两相流喷雾系统时相对于原有高压喷雾系统提高26.4%～58.1%不等,工程实验结果与实验室内模拟实验结果相符。

关键词：煤矿气液两相流喷雾除尘率影响因素工程实验

WS2/TiO2纳米复合材料制备及光生载流子输运特性研究

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WS2/TiO2纳米复合材料制备及光生载流子输运特性研究

作者：李珺煜湘潭大学

学位级别：硕士

环境污染问题的解决刻不容缓,而半导体光催化技术是一种不引入二次污染、操作简单和反应条件温和的治污手段。TiO是目前为止最常用的一种光催化材料,但其较宽的带隙和偏低的量子效率导致纯相TiO的光催化效率并不高。研究人员发现,构筑Ti... 详细信息

环境污染问题的解决刻不容缓,而半导体光催化技术是一种不引入二次污染、操作简单和反应条件温和的治污手段。TiO是目前为止最常用的一种光催化材料,但其较宽的带隙和偏低的量子效率导致纯相TiO的光催化效率并不高。研究人员发现,构筑TiO基纳米复合材料是提升TiO光催化剂的太阳光利用率和光催化效率的有效途径。作为一种新型二维材料,WS纳米片较大的比表面积将提供更多的吸附和反应位点;其较窄的带隙可以大幅拓展光催化剂的光吸收范围;WS良好的电导率可大力提升催化剂内部光生载流子的输运能力;更重要的是,由于能带结构的匹配,WS/TiO半导体异质结的形成可有效抑制其光生载流子的二次复合,使更多的光生载流子参与光催化反应,因此可大力提升材料的光催化效率。目前为止,关于纳米复合材料制备和光催化性能提升方面已经有大量研究,但异质结内部光生电子和空穴的复杂动力学过程却尚未真正阐明,特别是异质结界面处的缺陷态对载流子弛豫过程、捕获过程、转移过程和复合过程的影响根本未见报道。因此,本论文主要通过构筑结构可控的WS/TiO纳米复合材料研究其内部载流子输运动力学过程。主要内容如下:(1)本研究进行了WS/TiO纳米复合材料结构控制探索实验,研究了水热法合成WS/TiO纳米复合材料过程中生长条件对纳米复合材料的结构和形貌的影响。然后通过控制生长条件,成功地制备出了微结构可控的WS/TiO纳米复合材料。(2)研究了WS/TiO纳米复合材料在可见和紫外光下的光催化性能,结果发现在不同光照条件下WS/TiO纳米复合材料光催化性能随WS含量的增加均有先增加后减小的趋势。不同的是,在紫外光下,较少量(≤3%wt)WS的引入可使复合材料光催化性能得到提升,且当WS的量为0.5%时复合材料呈现出最优异的紫外光催化性能。而在可见光下,当WS的量为5%时复合材料才呈现出最优异的可见光催化性能。(3)以紫外光催化性能最佳的TW0.5、可见光催化性能最佳的TW5为典型代表,以纯TiO和纯WS为参照,对其进行缺陷态表征、稳态和瞬态发光光谱等测试,进一步探索纳米异质结内部载流子的输运、光生电子空穴对的分离以及复合和载流子寿命等情况,研究异质结在不同光照环境下载流子输运过程和光催化机理。结果发现,异质结界面处存在大量的氧缺陷,该缺陷态的存在使得不同光环境下异质结界面处的光生电子空穴对的迁移、捕获和二次复合过程大不相同,因此其光催化性能也大不相同。在紫外光下,TiO上产生的空穴和WS上产生的电子均会涌向异质结界面,缺陷态会大量捕获电子和空穴,因此增加其二次复合几率,该情况下缺陷态充当的角色是新的复合中心,很不利于光催化性能提升;而在可见光下,由于TiO不能被可见光激发产生电子空穴对,因此,异质结界面处仅有WS产生的电子会涌入,这时缺陷态捕获的电子并不会发生二次复合,进而能有效抑制WS上光生电子空穴对的二次复合,且瞬态光谱研究发现缺陷态对电子的捕获可使得载流子寿命相比纯TiO和WS有所延长,进而载流子有足够的时间以“等待”参与光催化反应,因此光催化性能可得到大幅提升。

关键词： WS2/TiO2纳米复合材料光催化反应异质结缺陷态载流子动态

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金属卤化物钙钛矿辐射探测器的光电特性研究

金属卤化物钙钛矿辐射探测器的光电特性研究

作者：吴伟华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

核辐射探测器在医学成像、工业无损检测、核能工业以及国防安全等领域被广泛应用。然而,使用半导体在室温下探测电离辐射仍然具有困难,这需要考虑设备性能与生产成本的平衡。例如,非晶硒薄膜探测器的灵敏度在高能区时快速衰减,高纯锗探... 详细信息

核辐射探测器在医学成像、工业无损检测、核能工业以及国防安全等领域被广泛应用。然而,使用半导体在室温下探测电离辐射仍然具有困难,这需要考虑设备性能与生产成本的平衡。例如,非晶硒薄膜探测器的灵敏度在高能区时快速衰减,高纯锗探测器较小的带隙(0.72 eV)导致需要在液氮冷却下工作,碲锌镉晶体难以快速大尺寸地生长,这些挑战限制了它们的进一步应用。近年来,由于金属卤化物钙钛矿材料具有高吸收系数、大载流子迁移率与寿命乘积、可调的带隙以及低成本制备等优点受到了广泛的关注。在过去的几年里,基于各种钙钛矿的半导体型辐射探测器被开发出来,包括X射线图像传感器、γ射线能谱仪、热中子及α粒子探测器等,这些设备在灵敏度、能量分辨率、探测效率等方面取得了令人印象深刻的进步。就X射线成像的进展而言,在过往的报道中,大量的努力被投入到提高材料的结晶质量以改善载流子传输效率,这有利于实现高灵敏度和低探测极限的X射线探测器。临床放射诊断要求低剂量曝光并输出高分辨率的病灶部位图像,这要求探测器在低剂量率下依然能输出高信噪比信号。X射线探测器的检出限与灵敏度和暗电流有关,然而三维钙钛矿材料有限的电阻率通常难以在低暗电流下实现高灵敏度。此外,钙钛矿材料的稳定性问题是限制其应用的主要挑战之一,当暴露在光照、潮湿空气中时,钙钛矿材料的不可逆分解过程极大地限制了器件性能的保真度。维度工程常用于调节材料电阻率,提高器件稳定性。本文展现了一种基于拟卤化物钙钛矿Cs2Pb(SCN)2X2(X=Br-,I-)的X射线探测器。以拟卤化物SCN-阴离子占据铅卤化物八面体的轴向原子后,由于SCN-阴离子的电子结构和几何形状不对称性,原始的三维八面体[PbX6]4-骨架被SCN-阴离子分隔,从而形成了二维层状[PbX4(SCN)2]4-(X=Br-,I-)骨架。由于较强的层结构量子和介电约束效应,制备的器件的暗电流得到抑制。此外,钙钛矿三维材料向二维材料演化的过程中,可以优化信噪比,有利于X射线探测中检出限的可调,突出了器件灵敏度和器件噪声电流的关键作用。

关键词：辐射探测钙钛矿二维材料 X射线探测器维度工程拟卤化物

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中子成像模拟计算

中子成像模拟计算

作者：马浩淞华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

中子成像技术作为一种无损检测手段正在各工业领域、科研领域起到越来越重要的作用,其中,快中子成像技术由于快中子的强穿透性等特性,有其不可替代的地位。所以,对于快中子成像技术的研究就有着十分重要的意义。但是,快中子成像系统由... 详细信息

中子成像技术作为一种无损检测手段正在各工业领域、科研领域起到越来越重要的作用,其中,快中子成像技术由于快中子的强穿透性等特性,有其不可替代的地位。所以,对于快中子成像技术的研究就有着十分重要的意义。但是,快中子成像系统由于其设备复杂,实验代价较大,所以通过模拟的手段对快中子成像技术进行研究就显得十分必要。本文在对快中子成像系统的原理、结构进行深入调研的基础上,利用蒙特卡洛软件MCNP对快中子成像系统进行了建模。在推导出实际成像的像素值与模拟计算中的能量沉积之间的关系后,利用MCNP计算出了出射中子在BC400塑料闪烁体板上的能量沉积,并且利用所得结果通过C++程序和Matlab软件进行了模拟图像的绘制,得到的模拟图像与建立的待测样本模型在空间结构上基本一致。说明了MCNP软件对于快中子成像系统的模拟计算基本准确,可以用于快中子成像系统的其他计算。接下来本文对于快中子成像系统的准直器部分进行了优化模拟计算。首先根据准直器的屏蔽需求对准直器的材料和结构进行了设计计算,确定了准直器的分层结构以及各层的厚度;然后对于不同形状准直孔道的准直器进行了模拟计算,根据准直器出口处中子通量分布的均匀性确定了倒双锥形准直孔道较为符合快中子成像系统的要求;并且通过模拟计算得到了决定倒双锥形准直器结构的三个参数对于倒双锥形准直器出射中子束的影响。综合对于倒双锥形准直器的模拟计算得出了一个出射中子束较为理想的准直器结构。

关键词：快中子成像 MCNP 模拟计算准直器倒双锥

改性氟碳助剂和ZIF-67填料及其增强环氧树脂防腐与耐磨性能研究

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改性氟碳助剂和ZIF-67填料及其增强环氧树脂防腐与耐磨性能研究

作者：谭雅莉湘潭大学

学位级别：硕士

石油管道内防腐涂层技术在管道防腐中占据重要的地位，其中环氧树脂(EP)在防腐涂料中应用广泛。研究表明，在环氧树脂中添加表面活性剂和填料，可以起到有效改善抗渗透性差、微孔多等缺点的作用。含氟助剂作为表面活性剂的一种，具有化... 详细信息

石油管道内防腐涂层技术在管道防腐中占据重要的地位，其中环氧树脂(EP)在防腐涂料中应用广泛。研究表明，在环氧树脂中添加表面活性剂和填料，可以起到有效改善抗渗透性差、微孔多等缺点的作用。含氟助剂作为表面活性剂的一种，具有化学稳定性较强、表面能低、疏水和疏油等优点，因而可以通过化学改性来增强有机涂料体系中疏水和疏油的功能。然而，含氟助剂存在相容性不强和结合力不强等缺点，这严重限制了其开发和应用。为了解决上述问题，本文创新性地选择具有优异粘结性的丙烯酸羟丙酯(HPA)和高相容性的四氟树脂来制备改性氟碳丙烯酸酯聚合物(FC),并将其与环氧树脂结合得到符合新型石油管道涂料性能要求的氟改性环氧树脂(FEP)。此外，大量的含氟助剂存在一定的环境污染性，相对而言，涂料中填料的使用量更低。因此，本文制备了另一种使用量更少的双疏水f-Ti@ZIF-67填料并探究了 f-Ti@ZIF-67/EP复合环氧树脂的防腐耐磨性能。本文具体研究内容及结果如下:　　(1)FC单体的制备及FEP性能研究。本文选用不同质量比的HPA与丙烯酸十七氟癸酯制备了 10种FC聚合物，并通过FTIR、XPS、TGA、XRD和GPC等表征手段证明了 FC的成功制备。其中，FC-5测得水接触角为133.2°，油接触角为76.7°，具有最优性能。将不同质量比的FC-5作为助剂添加到EP中，加入四氟树脂，借助基础测试手段探究了 FEP各项性能。结果表明，FC含量为5 wt％的环氧树脂(5-FEP)涂层附着力为1级，柔韧性为7级，具有良好的抗冲击性和优异的耐摩擦性能。此外，5-FEP具有最大的腐蚀电位(-0.03 V)和最小的腐蚀电流密度(3.42×10-14 A/cm2),腐蚀电流密度低于纯EP腐蚀电流密度2个数量级。5-FEP复合涂层在浸泡21 d后测得的阻抗值(Rc)仍高于108 Ω·cm2。　　(2)f-Ti@ZIF-67的制备及f-Ti@ZIF-67/EP性能研究。本文利用超疏水功能的十二烷基三甲氧基硅烷(DTMS)修饰具有沸石咪唑盐框架的ZIF-67以及超疏水功能的全氟辛基三乙氧基硅烷(FAS)修饰具有润滑功能的TiO2，成功制备出了f-Ti@ZIF-67,并在 EP 中添加 1 wt％的 f-Ti@ZIF-67 制备出 f-Ti@ZIF-67/EP。通过各种测试手段对其进行常规性能，润湿性能，摩擦性能和防腐性能分析，结果表明，f-Ti@ZIF-67在酒精中有良好的分散性，附着力为1级，柔韧性为7级，具有优异的抗冲击性和耐摩擦性能。此外，f-Ti@ZIF-67/EP测得的腐蚀电流密度为4.76×10-14 A/cm2,低于纯EP腐蚀电流密度6个数量级。浸泡14 d后，f-Ti@ZIF-67/EP复合涂层测得的Rc仍高于1011 Ω·cm2,与浸泡14 d后的纯EP涂层测得的Rc相比，高出近6个数量级。f-Ti@ZIF-67/EP涂层表面经过14 d加速腐蚀盐雾试验仍然保持完好。

关键词：石油管道防腐涂层环氧树脂改性氟碳助剂沸石咪唑酯骨架防腐性能耐磨性能

大空间流场超细水雾粒度和浓度的多点检测技术研究

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大空间流场超细水雾粒度和浓度的多点检测技术研究

作者：卢薇湘潭大学

学位级别：硕士

环境治理、工矿除尘等领域都对喷雾有较大的应用。基于超细水雾的吸附和碰撞作用机理,能有效去除漂浮在空中的颗粒物,已被广泛应用于除尘。喷雾是目前除尘行业最简洁高效的除尘方法,两相流喷雾的除尘效率已达80%左右,可有效沉降空气中... 详细信息

环境治理、工矿除尘等领域都对喷雾有较大的应用。基于超细水雾的吸附和碰撞作用机理,能有效去除漂浮在空中的颗粒物,已被广泛应用于除尘。喷雾是目前除尘行业最简洁高效的除尘方法,两相流喷雾的除尘效率已达80%左右,可有效沉降空气中的粉尘,尤其是呼吸性粉尘,且不会造成二次污染。喷雾效果是影响粉尘沉降效率的主要因素。喷雾效果由水雾粒度分布和颗粒浓度分布表征。然而,目前缺少可同时获得水雾粒度与浓度的方法和设备,没有能在大空间尺度同时多点检测水雾粒度和颗粒浓度的技术。因此,为了解喷雾在大空间内的运移特点,亟待发展新型水雾粒度和浓度检测技术和装置。本文开展了大空间超细水雾颗粒粒度和水雾浓度的检测技术研究,分析了现有同时表征水雾粒度和浓度方法的不足,提出了新检测方案,并设计加工了采样装置,推导出合理的数据解读公式,并通过实验证明了方法和采样装置的实用性;运用新检测技术和采样装置,在大空间内获得超细水雾的粒度分布与浓度分布,基于该实验结果总结了超细水雾运移规律。具体研究内容如下:第一,对高压单相流喷雾和两相流喷雾所产生的水雾粒度进行检测,高压单相流喷雾粒度在200 μm至300 μm,耗水量为100 kg/h左右;两相流喷雾粒度在10 μm左右,耗水量为3～4kg/h。实验表明,两相流喷雾对呼吸性粉尘有良好的除尘效果,而高压单相流喷雾主要作用于颗粒较大的粉尘。因此,从能耗、喷雾量及除尘效率上,两相流喷雾明显优于高压单相流喷雾。第二,在研究中自主探索和设计了一套大空间内水雾粒度与浓度检测系统,研制了一套水雾采集装置,可以获得大空间多点位置的水雾粒度和浓度。整个检测系统主要包括无极调频风机、两相流喷嘴及其水气系统、水雾采集装置、水雾颗粒检测系统。经实验验证,在大空间区域内,距离喷雾区10m处水雾粒度为7.06μm。通过激光粒度分析仪检测单喷嘴喷雾的粒度为8.78 μm。结果显示,粒度分布曲线向粒径大的方向偏移约1μm,与喷嘴数量、检测位置、环境温湿度有关;粒径分布占比曲线与新的测量方法测量结果趋势符合很好。第三,经喷雾流场数值模拟计算,与应用研制的新检测方法系统,对不同风速下多点处的水雾粒度和浓度进行的检测实验,结果表明,随着压风气流速度的增加,在与喷雾气流的相互作用过程中,会延长水雾颗粒分布与喷雾区之间的距离;管道模型中的水雾颗粒粒度在中段区域会出现上升,具体是距离喷雾区20m至30 m区域;前段和后段区域的粒度较小;中后段区域有出现水雾颗粒断层现象。水雾粒度的总体趋势逐渐降低,颗粒浓度呈先下降后上升的趋势。

关键词：喷雾呼吸性粉尘粒度浓度数值模拟