检索结果-南通市图书馆

颗粒尺度下混合催化剂床层中CO_(2)加氢反应体系数值模拟

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过程工程学报 2022年第8期22卷 1040-1052页

作者：靳波张亚新新疆大学化工学院新疆乌鲁木齐830046 新疆大学省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室新疆乌鲁木齐830046

CO_(2)的有效转化对于实现“双碳”目标具有重要意义。柱形颗粒比异形颗粒具有更优良的热导性和更小的颗粒表面积,因此,为获得更优异的床层性能,采用离散元方法(DEM)对异形颗粒混合堆积床内的CO_(2)加氢反应体系进行颗粒尺度CFD模拟计算... 详细信息

CO_(2)的有效转化对于实现“双碳”目标具有重要意义。柱形颗粒比异形颗粒具有更优良的热导性和更小的颗粒表面积,因此,为获得更优异的床层性能,采用离散元方法(DEM)对异形颗粒混合堆积床内的CO_(2)加氢反应体系进行颗粒尺度CFD模拟计算,探究不同堆积方式对床层多物理场分布、CO_(2)转化率及CH_(4)产率的影响。结果表明,催化剂内部存在扩散阻力,随着反应进行,颗粒内物质由分层分布渐变为均匀分布。随机混合床与常规床相比,随机混合床稳态前热点不易波动、稳态产率更高,而柱形床径向热场更均匀且热点更高。在四种规则混合床中,底部为4孔的两种催化剂床相较于底部为柱形的两种催化剂床,整体流场更均匀、高速区少、压降大、高温区占比大、稳态前热点不易波动;2层-底4孔催化剂床的稳态出口CO_(2)转化率和CH_(4)产率均最大;4层-底4孔催化剂床高温区占比较高,随着反应进行,高温区占比呈上升趋势,CO_(2)转化率和CH_(4)产率大幅下降。

关键词：填充床颗粒混合二氧化碳加氢甲烷化数值模拟离散元颗粒尺度

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基于颗粒尺度的离散颗粒传热模型

化工学报 2012年第3期63卷 698-704页

作者：卜昌盛陈晓平刘道银段钰锋东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室能源与环境学院江苏南京210096

颗粒间传热在诸多工业过程中有着十分重要的作用。详细考虑颗粒间传热机理,对颗粒间各传热途径建模,包括颗粒内部导热、颗粒粗糙表面传热、颗粒表面气膜及接触颗粒间隙气膜传热,并与离散颗粒模型(DEM)耦合,建立颗粒尺度下离散颗粒传热... 详细信息

颗粒间传热在诸多工业过程中有着十分重要的作用。详细考虑颗粒间传热机理,对颗粒间各传热途径建模,包括颗粒内部导热、颗粒粗糙表面传热、颗粒表面气膜及接触颗粒间隙气膜传热,并与离散颗粒模型(DEM)耦合,建立颗粒尺度下离散颗粒传热模型。以固定床为对象,考察颗粒粒径、颗粒比热容、颗粒热导率及压缩负载对固定床有效传热系数的影响,并将本文计算值和文献的实验值及模型预测值对比,结果表明,该模型可定量预测固定床有效传热系数。本文建立的离散颗粒传热模型为合理预测颗粒体系内的传热提供了一种有效方法。

关键词：颗粒尺度离散颗粒模型传热固定床

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钡铁氧体磁粉颗粒尺度的扫描电镜测量

清华大学学报（自然科学版） 1999年第10期39卷 12-14页

作者：徐健白新德韦丹宋阳武庆兰要继忠吕宝顺清华大学材料科学与工程系北京100084 北京矿冶研究院磁性材料研究所北京100054

为了迅速、准确地测定钡铁氧体磁粉颗粒的厚度、直径和厚径比的统计分布，采用对磁颗粒施加外加电磁场的方法，使各个磁颗粒的易磁化轴方向趋于一致，并用扫描电子显微镜观察钡铁氧体磁粉颗粒。实验发现：在０～０．６Ｔ范围内，外加... 详细信息

为了迅速、准确地测定钡铁氧体磁粉颗粒的厚度、直径和厚径比的统计分布，采用对磁颗粒施加外加电磁场的方法，使各个磁颗粒的易磁化轴方向趋于一致，并用扫描电子显微镜观察钡铁氧体磁粉颗粒。实验发现：在０～０．６Ｔ范围内，外加磁感应强度越大，磁颗粒的取向程度越好。对较佳工艺条件下得到的扫描电镜照片进行测量和分析，得到颗粒的厚度、直径和厚径比的函数分布。

关键词：钡铁氧体扫描电子显微镜颗粒尺度磁粉

水热合成LiFePO_4/C材料电化学性能的颗粒尺度敏感性

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功能材料 2015年第2期46卷 2053-2056页

作者：魏治乾李伟王婷朱丁段晓波陈云贵四川大学材料科学与工程学院成都610064

通过控制水热法过程中的水热反应加热速度,制备了3种不同颗粒尺度的LiFePO4/C锂离子电池正极材料。结果表明,加热速度越快,LiFePO4/C平均粒径越小,分布越集中。当加热速率从5℃/min升至15℃/min时,材料颗粒半径从336nm减小到200nm,0.1 ... 详细信息

通过控制水热法过程中的水热反应加热速度,制备了3种不同颗粒尺度的LiFePO4/C锂离子电池正极材料。结果表明,加热速度越快,LiFePO4/C平均粒径越小,分布越集中。当加热速率从5℃/min升至15℃/min时,材料颗粒半径从336nm减小到200nm,0.1 C放电容量从154 mAh/g增至162mAh/g,而20C放电容量则从75mAh/g显著增大至127mAh/g。LiFePO4/C材料的电化学性能表现出明显的尺度敏感性,特别是在高倍率充放电条件下。

关键词： LiFePO4/C 水热法颗粒尺度电化学性能

选择性激光烧结核桃壳/Co-PES复合粉体颗粒尺度研究

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应用激光 2017年第4期37卷 509-514页

作者：于跃强郭艳玲蒋婷姜凯译张慧郭帅东北林业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150040 哈尔滨理工大学机械动力工程学院黑龙江哈尔滨150080

以核桃壳粉末颗粒为原料,研究并制备了一种用于选择性激光烧结技术的可持续性、低成本核桃壳/Co-PES复合粉体(WSPC),采用选择性激光烧结技术制备WSPC复合粉体激光成型件,利用扫描电镜(SEM)表征粉体颗粒形貌、成型件断面形貌以及颗粒间... 详细信息

以核桃壳粉末颗粒为原料,研究并制备了一种用于选择性激光烧结技术的可持续性、低成本核桃壳/Co-PES复合粉体(WSPC),采用选择性激光烧结技术制备WSPC复合粉体激光成型件,利用扫描电镜(SEM)表征粉体颗粒形貌、成型件断面形貌以及颗粒间结合状况。探讨了核桃壳粉末颗粒与Co-PES粉末颗粒尺度配置对WSPC复合粉体激光成型件密度、力学性能以及表面质量的影响。结果表明,当Co-PES粉末颗粒一定时,WSPC复合粉体激光成型件的表面质量会随着核桃壳粉末颗粒的增大而降低,但密度与力学性能会随着核桃壳粉末颗粒的增大而增加。

关键词： 3D打印核桃壳粉末颗粒尺度微观形貌力学性能

纳米羟基磷灰石颗粒尺度及浓度对成牙本质细胞增殖和成矿的影响

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纳米羟基磷灰石颗粒尺度及浓度对成牙本质细胞增殖和成矿的影响

作者：李娜浙江大学

学位级别：硕士

研究背景：成牙本质细胞是人体中形成牙齿硬组织结构——牙本质的唯一细胞,在机体发育成熟后仍能产生修复性牙本质并随着年龄的增长产生继发性牙本质。而羟基磷灰石是组成人体骨组织和牙组织的基本无机单位,纳米级别的羟基磷灰石有其特... 详细信息

研究背景：成牙本质细胞是人体中形成牙齿硬组织结构——牙本质的唯一细胞,在机体发育成熟后仍能产生修复性牙本质并随着年龄的增长产生继发性牙本质。而羟基磷灰石是组成人体骨组织和牙组织的基本无机单位,纳米级别的羟基磷灰石有其特殊的生物学性质,新近研究发现纳米羟基磷灰石（nano-hydroxyapatite particle,nano-HAP）有促进成骨细胞增殖和矿化的功能。但其中对成牙本质细胞生长和成矿的作用目前国内外尚无研究报道。目的：探讨不同尺度及不同浓度纳米羟基磷灰石颗粒对永生化成牙本质细胞（MDPC-23）增殖和矿化的影响。方法：根据临界胶束理论制备获得20nm、40nm、70nm大小的羟基磷灰颗粒（np20、np40、np70）,傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared, FTIR）,X线衍射（X-ray diffraction, XRD）,场发射扫描电镜（Field emission scanning electron microscopy, FESEM）,透射电镜（Transmission electron microscopy, TEM）用来对颗粒大小形貌及化学组成晶体纯度进行检测。在96孔板中加入含有np20,np40,np70及对照组不含羟基磷灰石颗粒培养液,设三种不同浓度,分别为20μg ml-1,50μg ml-1,100gg ml-1,加入5×103/3L细胞,每种材料均设8复孔,放入37℃含5%CO2的细胞培养箱中培养,于培养1,3,5,7天测MTT值,拍摄透射电镜及倒置显微镜图片,比较不同颗粒大小、浓度的nano-HAP在不同培养时期对MDPC-23增殖和成矿的影响。结果：np20,np70在培养初期有明显的促进MDPC-23生长的作用,培养后期促进效果不明显,np40显著地抑制MDPC-23的生长。培养初期,nano-HAP浓度越高,抑制细胞生长作用明显,随着培养时间的延长,抑制作用降低,但浓度高的np40抑制细胞生长的作用仍高于低浓度。不同浓度的各种颗粒尺度的nano-HAP对MDPC-23成矿促进作用不明显。TEM观察到各种尺度的nano-HAP均进入细胞,对MDPC-23产生作用。结论：np20,np70对MDPC-23的生长和成矿无明显的促进作用,np40抑制成牙本质细胞的生长。

关键词：纳米羟磷灰石成牙本质细胞颗粒尺度浓度

滴流床反应器颗粒尺度上气液两相流体流动特性的研究

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滴流床反应器颗粒尺度上气液两相流体流动特性的研究

作者：弋强中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

滴流床反应器广泛应用于催化加氢等石油加工过程,充分了解滴流床内的流体流动特性是成功设计滴流床反应器的关键。利用数值模拟方法对滴流床内的流体流动特性进行研究,操作简便,费用低,并且可以提供实验方法难以获得的反应器内部的流体... 详细信息

滴流床反应器广泛应用于催化加氢等石油加工过程,充分了解滴流床内的流体流动特性是成功设计滴流床反应器的关键。利用数值模拟方法对滴流床内的流体流动特性进行研究,操作简便,费用低,并且可以提供实验方法难以获得的反应器内部的流体流动特性。在催化剂颗粒尺度上的数值模拟研究可以准确获得滴流床反应器内局部的流体流动特性,为孔隙尺度和床层尺度流体流动特性的研究提供更多的细节支持,并进一步为反应器优化设计提供更加详细准确的数据支持。因此,本文在催化剂颗粒尺度上对滴流床反应器内的流体流动特性进行模拟研究。本文采用VOF多相流模型研究了气液两相流体通过滴流床反应器内单颗粒、两颗粒和三颗粒时的流体流动特性。研究发现,催化剂颗粒表面和周围的流体流动特性受相邻的其他颗粒影响较大。对于单颗粒,分别考察了气液相速率和颗粒粒径对颗粒表面和周围流体流动特性的影响,结果表明,随着气液相速率的增大,液相流体在催化剂颗粒表面的停留时间减小,液相流体在颗粒表面由膜流逐渐过渡到溪流;改变气相速率和颗粒粒径对颗粒周围速度分布和下游流体流动形态有较大影响。对于两颗粒,分别考察了气液相速率、颗粒间距和流体物性的影响,研究发现,随着气液相速率的增大,上下两颗粒表面液相流体由膜流向溪流转变更加明显,颗粒表面液相体积分率最大值均大于单颗粒;随着颗粒间距的增大,上方颗粒表面液相体积分率变化规律与单颗粒基本一致,下方颗粒表面液相体积分率最大值逐渐减小,颗粒下游涡流出现不同程度脱落甚至消失;流体物性对颗粒表面液相分布和颗粒周围的流体流动形态有一定影响。对于三颗粒,分别考察了气液相速率和颗粒间距对中间颗粒表面和周围流体流动特性的影响,研究结果表明,随着气液相速率的增大,液相流体在中间颗粒表面体积分率最大值介于单颗粒和两颗粒之间,液相流体在颗粒表面分布更加均匀;随着颗粒间距的增大,液相流体在颗粒表面体积分率最大值逐渐减小,颗粒下游涡流出现一定程度脱落甚至消失;当颗粒表面存在液相流体时,颗粒下游出现多个尺寸较小的涡流。

关键词：滴流床反应器颗粒尺度 VOF模型流体流动特性

颗粒尺度、形状对机械搅拌扭矩、功率影响的数值模拟

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中国粉体技术 2022年第5期28卷 92-101页

作者：吕圣男刘雪东宣颖常州大学机械与轨道交通学院江苏常州213164 常州大学江苏省绿色过程装备重点实验室江苏常州213164

采用离散单元法数值模拟方法,研究机械式粉体混合机工作过程中搅拌功率、扭矩的变化规律;选用桨叶直径为160 mm的机械式粉体混合机,数值模拟转速对扭矩、功率影响,验证数值模拟的准确性;模拟研究颗粒尺度、形状和分布对搅拌功率、扭矩... 详细信息

采用离散单元法数值模拟方法,研究机械式粉体混合机工作过程中搅拌功率、扭矩的变化规律;选用桨叶直径为160 mm的机械式粉体混合机,数值模拟转速对扭矩、功率影响,验证数值模拟的准确性;模拟研究颗粒尺度、形状和分布对搅拌功率、扭矩的影响。结果表明:在颗粒充填体积分数为35%、搅拌转速分别为100、200、300、400、500 r/min的条件下,搅拌扭矩、功率均随颗粒平均粒径的减小而增大;对于任意粒径的颗粒,搅拌功率均随转速增大呈线性增大,搅拌功率变化的幅度随粒径减小而增大;同一粒径尺度下,颗粒的分布对搅拌扭矩影响较小;在填料高度相同条件下,搅拌功率、扭矩随颗粒球形度的减小呈降低的趋势;对于外形接近或形状相同的颗粒,搅拌扭矩随球形度的减小呈降低的趋势。

关键词：颗粒尺度颗粒形状功率扭矩离散单元法

颗粒—单元尺度微生物矿化强度与破裂模式的试验研究

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颗粒—单元尺度微生物矿化强度与破裂模式的试验研究

作者：肖文韬重庆大学

学位级别：硕士

微生物诱导碳酸钙沉淀技术(Microbially Induced Carbonate Precipitation,MICP)作为一种新型的环境友好的加固技术,成为了近年来岩土领域的研究热点之一。随着多尺度研究方法在岩土领域的推广,MICP固化砂土在不同尺度下力学特性和变形... 详细信息

微生物诱导碳酸钙沉淀技术(Microbially Induced Carbonate Precipitation,MICP)作为一种新型的环境友好的加固技术,成为了近年来岩土领域的研究热点之一。随着多尺度研究方法在岩土领域的推广,MICP固化砂土在不同尺度下力学特性和变形特征愈发得到关注。目前大部分关于MICP固化砂土力学特性的研究都还停留在宏观尺度上,在颗粒尺度下进行MICP固化砂土的力学特性和变形破坏模式以及可量化的跨尺度联系等方面的研究还鲜有报道。因此本文对颗粒尺度下MICP固化砂土的强度特征和变形破坏模式进行了相关研究,开展了颗粒尺度的压缩试验和拉伸试验,同时借鉴多尺度的分析方法,开展了单元巴西劈裂单元试验并将其结果与颗粒拉伸试验的结果相结合,建立了单元尺度到颗粒尺度的联系。本研究的主要内容包括:(1)通过颗粒尺度下粒间微生物胶结压缩试验,研究了颗粒材料、颗粒间距和加固程度对试样抗压强度的影响,并结合相机的原位拍摄,得到了压缩过程中样品的典型破坏模式;研究表明,随着加固程度的升高,微生物胶结的抗压强度和压缩模量均有显著提高;在同一加固水平下,颗粒间距越大,试样的抗压强度越低,模量也越低;MICP对珊瑚珠的加固效果比玻璃珠好,胶结的抗压强度更高;通过对样品变形破坏的观察发现玻璃珠样品呈现脆性破坏和塑性破坏两种破坏模式,而珊瑚珠样品还存在伴随着颗粒破碎的第三种破坏模式;同时,此研究也证明了在颗粒尺度下开展MICP力学试验的可行性,为后续研究积累了经验。(2)通过颗粒尺度下粒间微生物胶结拉伸试验,研究了颗粒材料和加固程度对粒间微生物胶结破坏拉力和破裂模式的影响,试验结果表明MICP胶结钙质砂颗粒的破坏拉力大于玻璃珠,随着加固次数的增加,胶结的破坏拉力增大;并结合Weibull分布函数,统计了碳酸钙胶结的破坏拉力分布特征,提出了MICP胶结砂Weibull分布的经验方程,该方程可以用于计算试样的Weibull模量,发现同一加固水平下玻璃珠试样的Weibull模量大于钙质砂试样;拉伸过程中对样品进行了原位观察,发现粒间胶结在拉伸时会发生四种破坏模式,玻璃珠主要以界面破坏为主,钙质砂主要以胶结破坏为主。(3)开展单元尺度下微生物胶结不同粒径颗粒的巴西劈裂试验,研究了不同粒径下玻璃珠和钙质砂试样的劈裂抗拉强度的尺寸效应。研究发现,随着颗粒粒径的增大,试样的劈裂抗拉强度减小,同一加固水平下,钙质砂试样抗拉强度高于玻璃珠试样;劈裂试样在变形破坏方面也存在尺寸效应,随着颗粒尺寸增大,试样破坏的脆性变强;对样品进行体积碳酸钙分布测量,发现碳酸钙的空间分布存在尺寸效应,颗粒尺寸越小,碳酸钙分布越均匀。(4)通过单元巴西劈裂试验与颗粒尺度拉伸试验建立了颗粒尺度到单元尺度的跨尺度联系,提出了在单元样品中单颗粒抗拉强度的Weibull分布经验方程。引入纤维束模型对劈裂,提出了MICP单元样品碳酸钙破坏的纤维束模型,用于解释颗粒尺度破坏拉力大于单元尺度这种现象的产生原因;通过PIV对颗粒尺度和单元尺度的变形进行分析,研究了单元尺度试样与颗粒尺度试样的联系,结果表明颗粒尺度的变形由单元样品的变形和颗粒自身的变形叠加而成。

关键词： MICP 胶结强度破坏模式颗粒尺度单元尺度