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雨洪水回灌中多分散颗粒运移-沉积特征及数值模拟

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长江科学院院报 2021年第10期38卷 126-132页

作者：邹志科李亚龙余蕾李伟罗文兵孙建东长江科学院农业水利研究所武汉430010 中国水电基础局有限公司天津301700

雨洪水回灌过程中多分散颗粒造成的堵塞问题实质上是多孔介质中颗粒的运移和沉积。为了揭示饱和多孔介质中多分散颗粒的沉积特性,开展了5种不同浓度条件下多分散雨洪颗粒(0.375~55.82μm)人工回灌一维砂柱定流量试验,基于胶体过滤理论,... 详细信息

雨洪水回灌过程中多分散颗粒造成的堵塞问题实质上是多孔介质中颗粒的运移和沉积。为了揭示饱和多孔介质中多分散颗粒的沉积特性,开展了5种不同浓度条件下多分散雨洪颗粒(0.375~55.82μm)人工回灌一维砂柱定流量试验,基于胶体过滤理论,建立多分散颗粒运移-沉积的改进模型并进行相应的数值模拟。物理试验和数值模拟结果表明:不同浓度条件下多分散颗粒的沉积剖面都符合“上陡峭,下平缓”的超指数分布,而不是常规模型预测的指数分布。超指数分布是多分散颗粒的非均等沉积造成的,常规模型均化了沉积颗粒的空间分布,Kozeny-Carman模型可以模拟颗粒的非均等沉积造成介质不同位置渗透性能降低,介质的堵塞程度与颗粒大小直接相关,介质渗透性能最大降低为原来的52%,雨洪水中粒径>2.26μm颗粒的沉积是造成堵塞的主要原因。

关键词：雨洪水回灌多分散颗粒过滤系数超指数分布 Kozeny-Carman模型

由多分散纳米颗粒直接组装光子晶体来制备结构色墨汁

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数字印刷 2020年第1期 84-88页

作者：陈蕴张长波郑清锋胡瑞彬陈义中国科学院化学研究所活体分析化学重点实验室北京100190 中国印刷科学技术研究院有限公司印刷环保技术重点实验室北京100036 中国科学院大学北京100049 北京分子科学国家研究中心北京100190

光子晶体结构色在新型颜料、光学传感和绿色印刷领域都有重要应用,但简单、低成本地制备高质量的光子晶体结构色仍是一项挑战性课题。为此本研究利用之前研究中提出的多分散颗粒直接分级组装光子晶体的策略,构建了一种低成本制备光子晶... 详细信息

光子晶体结构色在新型颜料、光学传感和绿色印刷领域都有重要应用,但简单、低成本地制备高质量的光子晶体结构色仍是一项挑战性课题。为此本研究利用之前研究中提出的多分散颗粒直接分级组装光子晶体的策略,构建了一种低成本制备光子晶体结构色墨汁的新方法。该法利用廉价易得的多分散二氧化硅纳米颗粒,直接组装出具有不同颜色的光子晶体区带,经分级收集和重新分配,即可获得不同结构色的悬浮性墨汁,可直接用于书写或绘制结构色图案,有望用于低成本制备彩色包装材料。

关键词：多分散颗粒自组装光子晶体结构色墨汁

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雨洪水人工回灌中多分散颗粒堵塞模式识别

雨洪水人工回灌中多分散颗粒堵塞模式识别

连续操作密相流化床颗粒停留时间分布特性模拟放大研究

中国水利学会2021学术年会

作者：邹志科余蕾李亚龙刘凤丽罗文兵孙建东长江科学院农业水利研究所中国水电基础局有限公司

雨洪水人工回灌过程中多分散颗粒堵塞一直是限制人工回灌技术大规模应用的主要原因。本文开展了多分散雨洪颗粒人工回灌二维砂箱定水头试验,试验结果表明:实验室尺度介质自滤作用会高估介质的堵塞程度,雨洪水中少量大颗粒的筛滤作用可... 详细信息

雨洪水人工回灌过程中多分散颗粒堵塞一直是限制人工回灌技术大规模应用的主要原因。本文开展了多分散雨洪颗粒人工回灌二维砂箱定水头试验,试验结果表明:实验室尺度介质自滤作用会高估介质的堵塞程度,雨洪水中少量大颗粒的筛滤作用可以提高较小颗粒的沉积,加快回灌系统的堵塞过程,多分散颗粒回灌过程中表面滤饼堵塞、内部孔隙堵塞、内部-表面双重堵塞3种堵塞模式同时存在,不同的回灌阶段,不同的堵塞模式起主导作用,但无论堵塞模式如何变化,最终都是严重的表面堵塞,形成致密的堵塞层。

关键词：雨洪水回灌多分散颗粒堵塞模式自滤作用筛滤作用

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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化工学报 2021年第1期72卷 521-533页

作者：兰斌徐骥刘志成王军武中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 中国科学院绿色过程制造创新研究院北京100190 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院上海201208

采用基于GPU(graphics processing unit)大规模并行的粗粒化CFD-DEM(computational fluid dynamicsdiscrete element method)方法,耦合多分散、非球形颗粒曳力模型,对连续操作的三维流化床进行了长时间颗粒停留时间模拟。通过对不同尺寸... 详细信息

采用基于GPU(graphics processing unit)大规模并行的粗粒化CFD-DEM(computational fluid dynamicsdiscrete element method)方法,耦合多分散、非球形颗粒曳力模型,对连续操作的三维流化床进行了长时间颗粒停留时间模拟。通过对不同尺寸(长度)流化床的模拟发现不同粒径颗粒平均停留时间(mean residence time,MRT)与流化床长度呈线性关系,该关系可以用来预测更大尺寸流化床内的颗粒停留时间。随着流化床长度的增加,不同粒径颗粒MRT的差异变大,说明流化床长度的增加对不同尺寸颗粒的停留时间具有一定的调控能力。

关键词：气固流多分散颗粒停留时间分布离散模拟放大

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卷烟烟气过滤的流体力学模拟研究

卷烟烟气过滤的流体力学模拟研究

作者：刘翰卿大连理工大学

学位级别：硕士

香烟烟雾有引发癌症的风险,这是由于香烟燃烧过程中致癌物质浓缩到产生的颗粒物上所导致的,所产生的颗粒物又经由主流烟气被吸烟者吸入肺中。对卷烟的研究能够减少卷烟对人体的危害,实现行业良性发展。由于实验研究目前难以对卷烟内部... 详细信息

香烟烟雾有引发癌症的风险,这是由于香烟燃烧过程中致癌物质浓缩到产生的颗粒物上所导致的,所产生的颗粒物又经由主流烟气被吸烟者吸入肺中。对卷烟的研究能够减少卷烟对人体的危害,实现行业良性发展。由于实验研究目前难以对卷烟内部的烟气流动等情况进行可靠的研究,因此通过数值手段对卷烟燃烧过程进行建模,来模拟卷烟内部的流动情况,进而获得烟气颗粒物在卷烟内部的空间分布,可以探讨影响颗粒物尺寸分布的各种因素,从而优化香烟的结构,带来更小的健康影响和更加良好的抽吸体验。本文首先使用Fluent软件对卷烟燃烧现象进行了数学建模,针对卷烟燃烧过程中的压力、温度、空气流速分布进行了数值模拟,使用用户自定义功能(UDF)来求解热解前驱体和焦炭的反应速率,同时使用UDF功能辅助求解了烟丝渗透率的变化、比表面积的变化、导热系数的变化等。观察总结了在不同抽吸压力下卷烟的温度分布、压力分布、氧气和CO浓度分布,并研究了在不同抽吸压力下卷烟热解和氧化速率的分布规律,得出各项参数对卷烟燃烧过程影响的基本规律,以及对影响这些基本规律的内在机理进行了解释。在求解出卷烟燃烧过程的有关参数分布后,在燃烧模型的基础上利用用户自定义标量(UDS)功能模拟了烟气颗粒物的数量浓度和直径在卷烟内部的空间分布,根据卷烟烟气颗粒物的特征,主要模拟了烟气生成后的颗粒碰撞、生长现象,由于颗粒物所占的体积比和质量比均很小(远小于10%),因此忽略了颗粒物所占的体积以及颗粒物和空气的动量交换。观察总结了在不同的抽吸压力下卷烟烟气中颗粒物的数量浓度、尺寸的空间分布,并研究了不同的抽吸速率对卷烟烟气过滤规律的影响,得出各项参数对烟气分布规律影响的基本规律,并对这些基本规律的影响因素进行了探讨本文所做的数值模拟研究工作,为进一步探究卷烟烟气颗粒的形成机理,揭示影响卷烟烟气毒性和致癌性的本质规律,优化烟支结构和烟丝成分,打下了一定的基础,从而可以更好应用于工业中。

关键词：卷烟烟气烟草多分散颗粒颗粒分布

空气过滤捕集效率影响因素分析及多元关联式的确定

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洁净与空调技术 2006年第2期 25-28页

作者：付海明张鹏峰亢燕铭东华大学环境学院

评价空气过滤捕集效率对于提高空气品质及优化过滤运行是非常重要的,但目前过滤捕集效率的计算公式均为隐函数,不便于实际应用,因此,本文采用过滤理论对各种过滤影响因素进行理论计算,然后,采用多元回归分析方法,得出计算过滤捕集效率... 详细信息

评价空气过滤捕集效率对于提高空气品质及优化过滤运行是非常重要的,但目前过滤捕集效率的计算公式均为隐函数,不便于实际应用,因此,本文采用过滤理论对各种过滤影响因素进行理论计算,然后,采用多元回归分析方法,得出计算过滤捕集效率的显性计算公式,并提出了计算多分散颗粒捕集效率的计算方法,以便于优化选择过滤介质及优化过滤运行参数。

关键词：捕集效率多元回归过滤介质多分散颗粒