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基于分形维数分析剪切力场对超净煤分选的作用

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煤炭学报 2016年第8期41卷 2078-2085页

作者：赵静付晓恒王婕冯致远邹佳运中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

针对目前物理法制超净煤工艺中絮团形成过程动力学指标和絮团形态学变化与超净煤分选效果之间关系研究的不足,应用分形维数分析了剪切力场中絮团形态和粒径的非线性变化并解释了其与超净煤分选效果之间的关系。通过量纲分析法,确立絮团... 详细信息

针对目前物理法制超净煤工艺中絮团形成过程动力学指标和絮团形态学变化与超净煤分选效果之间关系研究的不足,应用分形维数分析了剪切力场中絮团形态和粒径的非线性变化并解释了其与超净煤分选效果之间的关系。通过量纲分析法,确立絮团分形维数与搅拌速度的函数关系;通过二维分形维数的研究,描述和表征颗粒群体的整体性和平均性;通过絮团多重分形图谱的研究,揭示絮团分形变化的动力学过程。进而确立絮团生成动力学过程中的控制指标,以期为超净煤制备过程中的工艺操作提供科学依据,为实际工程应用提供适当的控制参数的指导。研究表明,机械搅拌速度为2 000 r/min时,絮团的二维分形维数有最大值1.762,此时絮团具有密实的结构和合适的粒径;多重分形图谱特征参数f(α_(max))具有最大值0.796,此时絮团粒径最大,数量最多。故此时分选出的超净煤有最高产率84.314%,最低灰分0.831%。

关键词：超净煤剪切力场絮团分形维数絮凝动力学形态学

多级双向拉伸挤出系统在聚合物加工中的应用进展

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高分子材料科学与工程 2021年第1期37卷 349-358,374页

作者：李春海吴宏李姜沈佳斌熊英陈蓉张先龙郑宇张捷刘桂廷郭少云高分子材料工程国家重点实验室四川大学高分子研究所四川省橡塑材料复合成型技术工程实验室四川成都610065

以自主研发的分割-双向拉伸-叠加单元(LME)为核心,借助数学中的积分思想,通过串联一系列的LME,累积单个LME中双向拉伸/剪切力场作用效果,发明一套新型多级双向拉伸挤出系统(MBSE)。分析讨论MBSE构造及原理,介绍MBSE拉伸/剪切复合力场的... 详细信息

以自主研发的分割-双向拉伸-叠加单元(LME)为核心,借助数学中的积分思想,通过串联一系列的LME,累积单个LME中双向拉伸/剪切力场作用效果,发明一套新型多级双向拉伸挤出系统(MBSE)。分析讨论MBSE构造及原理,介绍MBSE拉伸/剪切复合力场的实现及分布,从纯聚合物、聚合物/聚合物共混材料,聚合物/无机纳米粒子复合材料等物料体系着重讨论了MBSE的特点与优势。研究结果表明,相对于传统的基于单一剪切力场的挤出成型方法,MBSE中的双向拉伸/剪切复合力场,在调控分散相形态、调控聚合物晶体结构、促进纳米填分散及调控纳米填料粒子网络等方面具有突出的优势,在高分子及其复合材料的加工成型中具有广阔的应用前景。

关键词：拉伸力场剪切力场加工成型原位成纤取向分散

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浅谈微粒助留体系在文化纸生产中的应用

中华纸业 2006年第11期27卷 65-67页

作者：王进张栋基郭勇为陈克复华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640 泰格林纸集团技术中心湖南岳阳414002

微粒助留体系在我国的应用时间短,这使得该系统的应用经验还比较欠缺。在本文中,主要结合阳离子聚丙烯酰胺和膨润土组成的微粒助留体系在文化纸生产中的应用情况,对微粒体系的影响因素进行探讨。结果表明,选择正确的药品加入点和加入顺... 详细信息

微粒助留体系在我国的应用时间短,这使得该系统的应用经验还比较欠缺。在本文中,主要结合阳离子聚丙烯酰胺和膨润土组成的微粒助留体系在文化纸生产中的应用情况,对微粒体系的影响因素进行探讨。结果表明,选择正确的药品加入点和加入顺序及控制系统的PCD在合适的范围内是获得良好应用效果的关键。

关键词：微粒体系剪切力场微絮聚阴离子垃圾

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聚烯烃注射成型制品的形态控制和多层次结构

聚烯烃注射成型制品的形态控制和多层次结构

作者：曹文四川大学

学位级别：硕士

在聚合物加工过程中，聚合物熔体通常都受到不同程度的剪切流动和温度梯度场的作用，使其制品的微观结构和结晶形态的演变呈现出复杂多变的情况。而这种结构的变化受到诸多因素的影响，例如：加工工艺、聚合物本身性质、其他组分等。本... 详细信息

在聚合物加工过程中，聚合物熔体通常都受到不同程度的剪切流动和温度梯度场的作用，使其制品的微观结构和结晶形态的演变呈现出复杂多变的情况。而这种结构的变化受到诸多因素的影响，例如：加工工艺、聚合物本身性质、其他组分等。本论文主要针对聚乙烯和聚丙烯体系，在注塑过程中引入动态剪切力场，通过对注射制品形态结构的表征，研究了聚合物分子量和成核剂对制品结晶和取向结构的影响。主要研究结果如下： 1通过对三种具有不同熔体指数(MFI)的高密度聚乙烯(HDPE)动态保压注射成型制品以及与少量超高分子量聚乙烯(UHMWPE)组成的共混物从皮层到芯层各区域晶体结构进行表征，研究了注射成型制品的形态结构和聚合物分子量对形成shish—kebab结构的影响。结果表明注射制品整体的取向度随HDPE的熔体指数的降低而增加，少量的UHMWPE加入HDPE中后能大大增强HDPE的取向。在制品中形成沿制品厚度方向取向结构和结晶结构逐渐发展演变的多层次结构，在皮层，形成了以相互缠绕的晶片组成的互锁晶体，并且观察到典型的shish—kebab结构从次表层到芯层随着距表面距离的增加shish含量逐渐变化的结构发展现象。但在芯层，结晶结构表现为以随机分布的晶片组成的球晶状的超分子结构。UHMWPE在剪切条件下对shish结构的形成有非常重要的促进作用，并且若将UHMWPE加入到分子量较小的HDPE中能促进结晶结构从球晶向shish—kebab取向结构转变。 2对不同二苄叉山梨醇(DBS)含量的等规聚丙烯(iPP)动态保压注射成型制品的结晶结构进行了详细的表征，研究了在注塑过程中成核剂对注射制品形态结构的影响。发现加入少量DBS能的情况下大幅提高iPP的结晶温度并影响其最终的结晶结构。通过扫描电镜(SEM)观察，DBS对聚丙烯注射制品中球晶的尺寸和分布有一定的影响。根据二维广角X射线衍射(2D—WAXD)的结果，发现动态保压注射成型样品，在从皮层到接近芯层的区域内，制品都保持较高水平的取向度;添加有DBS的动态样品各区域的取向度与纯动态样品相比，变化很小。分析聚丙烯动态保压注射成型制品(110)晶面的2D—WAXD结果得知，发现DBS含量的增加有利于a取向晶体含量的提高。

关键词：聚乙烯聚丙烯剪切力场 shish 取向成核剂形态

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等规聚丙烯结晶行为研究

等规聚丙烯结晶行为研究

作者：李晓斌兰州理工大学

学位级别：硕士

聚丙烯(PP)以其优异的综合性能与低廉的价格成为应用最广泛的高分子材料之一。一般地,被广泛应用的聚丙烯是高等规聚丙烯,具有典型结晶性,其结晶行为对其加工应用有着显著的影响,因此系统研究PP的结晶行为将对聚丙烯的加工和应用具有重... 详细信息

聚丙烯(PP)以其优异的综合性能与低廉的价格成为应用最广泛的高分子材料之一。一般地,被广泛应用的聚丙烯是高等规聚丙烯,具有典型结晶性,其结晶行为对其加工应用有着显著的影响,因此系统研究PP的结晶行为将对聚丙烯的加工和应用具有重要意义。目前,对聚丙烯结晶行为的研究多集中于在静态、不同温度场的条件下的结晶行为,而聚丙烯的加工则大都是在应力场的存在下进行的。所以,分别对静态和动态条件下聚丙烯的结晶行为进行研究和比较,对聚丙烯的加工工艺条件的设计和改进具有重要意义。本文分别研究了静态条件下的和动态条件下的等规聚丙烯的结晶行为,并取得了一些结果。具体如下:1.采用热台偏光显微镜研究了静态、等温条件下等规聚丙烯的结晶行为,结果表明:a)结晶温度对结晶行为的影响显著,分子量对结晶行为的影响较结晶温度的影响弱;b)随着结晶温度的升高,等规聚丙烯的成核速率和球晶生长速率同时降低;c)分子量增加,等规聚丙烯的成核速率与球晶生长速率均有所减缓。2.采用旋转流变仪研究了动态剪切应力条件下等规聚丙烯结晶行为,结果表明:a)在小幅动态应力条件下,结晶温度依然是影响等规聚丙烯结晶行为的最显著因素,小幅震荡剪切应力对等规聚丙烯成核与球晶生长均具有促进作用;b)提高剪切应力的频率可以加速晶核的形成;c)应变的增大可以加速晶核的生长,促进成核向生长的转变,从而促进结晶。3虽然静态和动态条件下,由于样品的成核阶段的检测参数不同,使成核阶段的实验结果不具有可比性,但由于对结晶生长阶段的评判依据一致,使该阶段实验结果具有可比性,因此此阶段实验结果可用来研究剪切力场对结晶行为的影响。比较静态条件下和动态条件下等规聚丙烯的结晶行为,结果表明:剪切力的存在可以加速结晶生长。

关键词：聚丙烯剪切力场结晶行为

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不锈钢渣尖晶石相生长行为调控的基础研究

不锈钢渣尖晶石相生长行为调控的基础研究

作者：刘瑞琪东北大学

学位级别：硕士

不锈钢渣是不锈钢生产过程中产生的主要副产物。渣中非稳定相中的铬在自然环境中会被氧化成剧毒的水溶性Cr6+,对周边环境和人体健康构成严重威胁,限制了不锈钢渣的资源化利用。尖晶石相是不锈钢渣中铬的稳定相,也是不锈钢渣改质的目标... 详细信息

不锈钢渣是不锈钢生产过程中产生的主要副产物。渣中非稳定相中的铬在自然环境中会被氧化成剧毒的水溶性Cr6+,对周边环境和人体健康构成严重威胁,限制了不锈钢渣的资源化利用。尖晶石相是不锈钢渣中铬的稳定相,也是不锈钢渣改质的目标物相。尖晶石晶体的发育状况及晶粒尺寸对不锈钢渣中铬的稳定化效率及资源化利用水平均有重要的影响,然而目前报道的不锈钢渣改质方法均无法形成满足工业选矿条件的大尺寸尖晶石,一方面影响了铬稳定化水平的进一步提升,另一方面尖晶石与其他物相的高效分离也难以实现。本研究借鉴铬铁矿地质成矿原理,在传统的熔融改质工艺基础上引入剪切力场,通过调整剪切速率与作用时间,研究了剪切力场对不锈钢渣尖晶石相生长行为的影响作用,探索了尖晶石相生长行为的强化方法。所得主要结论如下:（1）在1500℃下恒温改质,施加适当强度的剪切力场能够促进尖晶石晶体生长,降低晶体数密度,有利于大尺寸尖晶石的形成。而剪切力场强度过强时,会促进尖晶石晶体的形核而抑制晶体的生长,导致尖晶石数密度上升,不利于得到大尺寸尖晶石。在5℃/min降温过程中,剪切力场对尖晶石晶体生长行为影响作用不大。（2）静态熔融条件下的晶体生长机制为扩散控制的奥斯瓦尔德熟化;当剪切速率为10.83s-1时,晶体的生长机制为形核速率下降的界面反应控制;而当剪切速率为21.67s-1时,晶体的生长机制为形核速率不变或增加的形核和生长。（3）在本研究条件下,剪切力场对熔融不锈钢渣硅氧结构单元摩尔分数影响不大,NBO/T基本保持恒定,熔体结构未发生明显变化。（4）输入合适的剪切速率有利于降低尖晶石晶体不规则程度,促进尖晶石晶体聚集。但剪切力场强度过大,将会破坏尖晶石晶体完整性,晶体分布趋于弥散。

关键词：不锈钢渣铬尖晶石剪切力场结晶

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多孔介质中油类污染物搅拌脱附研究

多孔介质中油类污染物搅拌脱附研究

作者：张胜兵华东理工大学

学位级别：硕士

多孔介质是由固体物质组成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙所构成的物质。活性炭、催化剂、土壤等都属于多孔介质。随着石油化工行业的高速发展,多孔介质中吸附大量的石油类污染物不能恰当处理不仅会造成资源的浪费,还将对... 详细信息

多孔介质是由固体物质组成的骨架和由骨架分隔成大量密集成群的微小空隙所构成的物质。活性炭、催化剂、土壤等都属于多孔介质。随着石油化工行业的高速发展,多孔介质中吸附大量的石油类污染物不能恰当处理不仅会造成资源的浪费,还将对生态环境造成危害。并且近年来研究者对含油土壤、污泥的油类污染物的脱附研究,取得了一定进展。通过开展水热脱附,达到对于多孔介质中的石油类污染物的脱除,具有重大的社会和经济效益。课题基于湍流场对颗粒作用的剪切力,提出了引入剪切力强化多孔介质水热脱附过程中的石油类污染物的脱除。模拟搅拌槽内剪切流场,设计四种不同的搅拌桨类型。四种不同类型的搅拌桨的湍动能和湍流强度呈现对称分布,六直叶圆盘涡轮式搅拌桨能形成两股上下大小不一的漩涡,形成双循环排出流,循环特性较其余桨型要佳;四种搅拌桨在搅拌槽内部的剪切应力最大值基本分布在Z=O高度处,能使颗粒表面的不同位置受到流体的强剪切应力作用。通过剪切力强化基础,以多孔活性氧化铝球和活性炭颗粒为研究对象,对多孔介质的颗粒性质结合micro-CT、扫描电镜方法,对两者的微观结构进行检测,且对石油类污染物的脱附进行测试,开展优选水热搅拌脱附操作条件的实验研究。研究表明,油类污染物得到了很好的脱除,得出水热温度90℃、搅拌强度300r/min、液固比75：1、搅拌时间15min、表面活性剂浓度1 g/L和通气量1 m3/h的最佳搅拌脱附工况实验条件,为之后的搅拌放大及搅拌旋流一体化设备设计提供依据。

关键词：水热脱附多孔颗粒剪切力场数值模拟搅拌桨

独山子石化SSBR2564S混炼胶的混炼工艺研究

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弹性体 2014年第3期24卷 52-55页

作者：赵洪国张志强杨玉琼胡海华中国石油石油化工研究院甘肃兰州730060 兰州大学物理科学与技术学院甘肃兰州730060

研究了不同混炼工艺及其工艺参数对独山子石化环保型充油溶聚丁苯橡胶(SSBR2564S)混炼胶的加工性能、硫化特性、交联网络、物理机械性能的影响。结果表明,采用低温剪切力场混炼工艺,SSBR2564S混炼胶操作安全性好,网络结构较完善,物理机... 详细信息

研究了不同混炼工艺及其工艺参数对独山子石化环保型充油溶聚丁苯橡胶(SSBR2564S)混炼胶的加工性能、硫化特性、交联网络、物理机械性能的影响。结果表明,采用低温剪切力场混炼工艺,SSBR2564S混炼胶操作安全性好,网络结构较完善,物理机械性能较好;剪切力场的作用时间对SSBR2564S混炼胶硫化速率和操作安全性影响不大,加工性能、交联网络、物理机械性能在其作用时间为30 min时较好。

关键词：低温混炼剪切力场 SSBR2564S

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含纤维食品物料的湿法粉碎

包装与食品机械 2003年第3期21卷 1-3页

作者：徐凯高友生张裕中江南大学生化与食品机械研究所江苏无锡214063

高速旋转的定转子之间的流体产生的强大的剪切力场 ,当剪切力达到一定程度就可以使纤维物料破碎。本文通过含纤维食品物料在剪切力场中的破碎机理研究 ,提出用剪切式均质机对含纤维物料进行湿法粉碎 ,并且通过试验对剪切效果进行了验证... 详细信息

高速旋转的定转子之间的流体产生的强大的剪切力场 ,当剪切力达到一定程度就可以使纤维物料破碎。本文通过含纤维食品物料在剪切力场中的破碎机理研究 ,提出用剪切式均质机对含纤维物料进行湿法粉碎 ,并且通过试验对剪切效果进行了验证。试验表明 ,采用剪切式均质机对纤维物料的粉碎有一定的效果。

关键词：含纤维食品物料湿法粉碎剪切式均质机剪切力场破碎机理