有效扩散系数

摘要： 为了有效提高恒速干燥阶段的干燥速率,对干燥过程的温度、风压等干燥变量进行了研究与分析,通过实验研究干燥变量对干燥过程中干燥物料的影响,选取8种干燥数学模型进行拟合分析,并建立验证最优干燥过程数学模型。结果表明:干燥速率随温度升高而增大,干燥时间随温度升高而减小。有效水分扩散系数3.5498×10^(-10)m^(2)/s-6.8461×10^(-10)m^(2)/s,平均活化能21.67kJ/mol。Wang函数模型能较好的描述工业呢(帆布)热风干燥过程(R^(2):0.9983~0.9998,RMSE:0.0008~0.0064,χ^(2):0.0001~0.0004),对实验过程的拟合度较优。

摘要： 为了充分利用菜用大豆荚,分别采用鼓风干燥箱和洞道干燥机对新鲜菜用大豆荚进行了干燥实验,比较研究了其热风干燥的特性,用7个薄层干燥模型对实验数据进行拟合,计算了水分有效扩散系数和活化能。结果表明:干燥温度越高干燥时间越短,干燥速度越快,洞道干燥机干燥明显优于鼓风干燥箱干燥;在所选用的模型中,Modified Page模型能更好地用来描述新鲜菜用大豆荚的干燥过程;研究条件下鼓风干燥箱与洞道干燥机干燥过程的活化能分别为37.74 kJ·mol^(-1)和28.19 kJ·mol^(-1);有效扩散系数随干燥温度升高而增大,鼓风干燥箱干燥从0.86×10^(-12)m^(2)·s^(-1)增大到3.93×10^(-12)m^(2)·s^(-1),洞道干燥机干燥从1.79×10^(-12)m^(2)·s^(-1)增大到5.72×10^(-12)m^(2)·s^(-1)。

摘要： 评估了转炉钢渣-电石渣-磷石膏(BCP)固化剂对工业污染场地土中固化稳定后重金属污染物迁移参数的影响。通过自主研发的一维柱状扩散试验装置,结合菲克定律理论与Pollute V6.3计算程序,对比了重金属镍、锌污染土固化稳定化前后的有效扩散系数和分配系数。结果表明,BCP固化剂的添加使得Ni和Zn有效扩散系数降低约2个数量级,而分配系数显著提高2个数量级。添加固化剂的试样重金属Ni和Zn的分配系数分别为污染土的169和175倍。BCP固化剂能够明显提高污染土的环境安全性。

摘要： 锂离子电池电极是决定电池性能优劣的关键因素,在多孔电极理论基础上引入分形理论,重构电极的微结构,考虑结构参数以及温度对有效扩散系数的影响,推导出锂离子在固、液相中有效扩散系数的理论模型,对其影响因素进行分析;建立热-化耦合模型,分析热模型与电化学模型之间的关系;模拟放电过程,探究不同固、液相有效扩散系数对放电性能的影响。结果表明,液相中锂离子的有效扩散系数随面积分形维数、孔隙度以及温度增大而增大,随迂曲分形维数增大而减小;固相有效扩散系数随面积分形维数增大而减小;在相对高倍率放电的情况下,改变负极颗粒粒径大小及分布,使得电极微观结构发生变化,从而使锂离子在固、液相中有效扩散系数发生变化,进一步影响了电池的最大放电容量。本工作为锂离子电池电极的制造提供了基础理论参考。

摘要： 本研究通过先共混沉淀后溶解去除超细SiO_(2)颗粒(5~10μm)制备改性壳聚糖膜,采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察显示,改性后的壳聚糖膜由微尺度多孔结构和光滑表面结构的非对称结构组成,并且改性前后壳聚糖膜的机械性能没有明显改变。死端过滤实验测试膜通量的结果显示,由于微观凹凸膜结构可增大膜的有效扩散面积,因此改性后壳聚糖膜的水渗透性比未改性壳聚糖膜提高了1.5倍。采用自由扩散法测试溶菌酶(14 kDa)、胰蛋白酶(20 kDa)、胃蛋白酶(34 kDa)、鸡卵清蛋白(43 kDa)和牛血清白蛋白(65 kDa)在壳聚糖膜内的有效扩散系数(effective diffusion coefficients,D_(eff)),实验结果表明,虽然蛋白质分子量的变化仅为4.6倍,但是改性壳聚糖膜中蛋白质的D_(eff)变化达330倍,说明壳聚糖膜具有一定的蛋白质选择过滤性能。另一方面,鸡卵清蛋白和牛血清白蛋白的D_(eff)出现了较为明显的变化,由此推测改性壳聚糖膜传质通道的大小与鸡卵清蛋白的分子大小相当。本研究结果可为生物酶制剂精制过程的膜过滤操作提供参考。

摘要： 针对C8芳烃异构化反应中二甲苯等6种反应物在催化剂内的扩散过程,建立一种气相有效扩散系数的计算方法.根据此方法计算得到不同反应压力和温度的条件下,C8芳烃异构化反应体系中6种气相物质在催化剂内扩散的有效扩散系数,验证了方法的可靠性,并讨论了温度和压力对分子扩散系数的影响,结果表明:随着压力增大,气体密度增大,分子间距变小,分子间作用力变大,分子扩散系数减小;而随着温度的升高,分子扩散系数增大.

摘要： 采用薄层干燥的方式对嘉兴市某污水处理厂的脱水市政污泥在不同厚度和温度下的干燥特性进行实验研究,并通过引入薄层干燥模型,对薄层市政污泥干燥过程进行模拟分析.结果表明:厚度越小或干燥温度越高,污泥干燥速率越快.当温度从70?°C上升到130?°C时,最大干燥速率从0.02587?g·(g·min)-1上升到0.08158?g·(g·min)-1;从节能角度考虑,温度过高会导致有更多的能量消耗在污泥干质上,不利于能量的有效利用;Midilli模型很好地描述了市政污泥含水率的变化与时间的关系;应用Fick扩散定律推导出70～130?°C下薄层市政污泥干燥的水分有效扩散系数变化范围为5.96?×?10-9～3.24?×?10-8?m2·s-1,并利用Arrhenius方程建立有效扩散系数与温度的关系,得到薄层市政污泥水分扩散的活化能为31.32?kJ·mol-1.

摘要： 煤层CH4解吸效率低、扩散慢的特点严重制约着煤层瓦斯抽采的效率,为解决低透气性煤层瓦斯抽采困难的问题,选取晋城赵庄煤矿煤样,研究不同注气压力对驱替CH4过程的影响以及驱替过程中CH4扩散系数的变化规律,利用自主研发的CO2驱替CH4试验平台,在0.6、0.8、1.0 MPa等不同注气压力条件下分别进行CO2驱替CH4实验.结果表明:驱替压力越大,达到最大CH4排放量的时间越短,CO2突破时间越快,置换效率越大,驱替效果越好;CH4气体驱替过程分为3个阶段,先急剧增加再缓慢增加最后保持平稳;在同一注气压力下,瓦斯扩散系数随时间呈先增大后减小的变化规律,注气压力为0.6、0.8、1.0 MPa时,瓦斯扩散系数的最大值分别为2.27×10-5、3.36×10-5、4.62×10-5cm2/s.从实验结果可知,不同注气压力下,CO2对CH4主要起到驱替作用、置换吸附-解吸作用及稀释驱替作用;每个阶段的CH4气体运移情况不同,根据实验阶段合理调整注气流量、压力等参数,使注驱技术搭配更高效.研究结果对CO2深埋与瓦斯(煤层气)高效抽采具有理论指导意义.

摘要： 针对湿煤泥含水量高、难以大规模利用的现状,分析了湿煤泥在低温条件下的干燥特性及其干燥动力学.结果表明:干燥温度升高,煤泥干燥速度加快,干燥时间缩短.煤泥含水量由25.58％降至15.00％,干燥温度由40°C提高至70°C,干燥时间缩短了50.05％,煤泥干燥的临界含水量为8.91 g/g.10 mm厚煤泥在40～70°C下的水分有效扩散系数为2.72×10-5～5.71×10-5m2/s,表观活化能为22.55 kJ/mol.

摘要： 为研究低温条件下城市污泥的干燥特性,分别在40°C、50°C、60°C、70°C下对3 mm、5 mm、7 mm、10 mm厚的污泥进行了干燥实验,得出干燥模型,并分析了干燥动力学.结果表明:污泥干燥速率与污泥厚度、干燥温度有密切关系;Midilli模型能很好的模拟污泥低温干燥过程;3 mm、5 mm、7 mm、10 mm厚污泥在40～70°C下的水分有效扩散系数分别为3.610×10-8～7.440×10-8m2/s、5.670×10-8～1.226×10-7m2/s、1.033×10-7～2.562×10-7m2/s、1.459×10-7～3.850×10-7m2/s;污泥在40～70°C下表观活化能分别为21.20 kJ/mol、23.13 kJ/mol、26.58 kJ/mol、29.32 kJ/mol.

摘要： 泥-水界面是河流、河口、湖泊、水库、湿地以及近海等自然水体中重要的环境边界.粗糙底床泥-水界面区域物质交换过程不仅与水动力作用和底床渗透率有关,还涉及颗粒/粗糙元尺度的床面粗糙度影响.本文通过实验室环形水槽实验,测量得到不同粒径模型沙粗糙底床条件下,界面物质交换通量的定量数据和变化特征,分析有效扩散系数与其主要影响参数之间的标度关系.实验结果表明,在本文实验参数范围内,粗糙底床条件下泥-水界面有效扩散系数与光滑底床相比有所增大,与其主要影响参数之间存在较为一致的标度关系.对于相对较高渗透率的粗糙底床情形,有效扩散系数与不同形式雷诺数之间大致呈2次方标度关系,其适用范围可采用合适的无量纲参数(如渗透率雷诺数)阈值来表征.与光滑底床相比,粗糙底床条件下的这一阈值由于粗糙床面湍流渗透影响增强而有一定程度的减小.

摘要： 本文基于肿瘤热疗研究方向，将生物组织提炼成多孔介质，采用蒙特卡罗（Monte Carlo）方法对纳米流体在生物组织内的有效扩散系数进行了数值模拟，并分析了各种不同多孔结构（方形、圆形、椭圆形）、不同大小、不同排列方式等结构因素对有效扩散系数的影响。发现了纳米微粒在多孔介质内的扩散过程中存在“口袋效应”。模拟结果与理论公式相符，并通过实验数据验证了该方法的正确性。

摘要： 对多孔介质的孔隙结构进行了分形描述,建立了多孔介质渗透率的分形模型,推导了超声波作用下多孔介质中液体的分形有效扩散系数。通过对超声波作用下污泥内部孔隙结构进行显微观察,计算出不同声能密度超声作用下污泥孔隙表面分形维数df及孔隙通道曲折度分形维数dw,在此基础上探讨了超声声能密度对污泥内部水分渗透率及有效扩散系数的影响。研究发现,超声处理使污泥内部孔隙结构发生改变,污泥颗粒变的匀均细小,孔隙尺寸变大.超声波改善了污泥内部孔隙连通性,使污泥渗透率及水分有效扩散系数均随超声作用功率的增加而逐渐递增.此外,由超声热效应引起的介质温升及超声振动激发能均加快了液体分子的振动迁移速率,进一步增大了污泥内部水分有效扩散系数。

摘要： 本文通过实验，研究了恒定对称双点磁极磁场下，Y型微流道内，磁性液体纳米颗粒体积分数的变化对纳米磁性液体与去离子水混合的影响，着重分析了扩散系数的改变，给出了本实验条件下外磁场作用的有效扩散系数与无外磁场时的比值。

摘要： 利用隧道式干燥器在不同热风温度、流速及物料厚度条件下,研究了干燥环境对纸浆模塑干燥过程的影响;并采用Page等六种薄层干燥模型对降速干燥过程进行拟合,分析了其有效扩散系数.结果表明:较高的热风温度、热风流速及较薄的物料厚度能够显著缩短干燥时间;Logarithmic模型可以准确预测纸浆模塑干燥曲线;热风温度、热风流速和物料厚度对有效扩散系数影响明显.

摘要： 本文利用连续热力学方法提出了关于多组分复杂燃料液滴的蒸发模型。本模型考虑了液滴内部流体流动的有限蒸发速率。连续热力学方法只需要很少的参数描述燃料的复杂组成，大大提高了计算效率。对于气相方程，根据准平衡态假设得到了蒸发速率以及进入液滴的热流量。对于液相方程，采用有效扩散系数的概念，考虑了液滴表面收缩，内部有限蒸发速率，以及优先蒸发的影响。本研究提出一个新型的方法将液相方程简化为一组常微分方程。通过与实验结果的对比，证明了该模型的可信性。

摘要： 吸收制冷方式作为一种绿色制冷方式越来越受到重视。吸收性能的好坏则直接关系到吸收制冷系统的性能。本文建立了在气泡成长阶段，纳米流体中的氨水泡状吸收模型。模型综合考虑了纳米流体对氨水泡状吸收过程中的传热过程、传质过程及气泡的形成过程等三个方面的影响。模型可以计算平均吸收速率。以此为衡量指标，分析了颗粒浓度、喷嘴直径和氨气流量三个重要参数对纳米流体强化吸收过程的影响规律。数值研究结果发现，在气泡成长阶段纳米流体的强化效果随颗粒浓度变化而变化的规律与颗粒浓度对纳米流体有效扩散系数的影响规律是相似的，存在一个最佳的浓度；同时发现纳米颗粒的存在没有改变喷嘴直径和氨气流量的变化对平均吸收速率的影响趋势。上述研究结果将有利于纳米流体强化氨水泡状吸收过程的理解。

摘要： 本文利用相位调制低相干动态光散射装置，研究了浓悬浮液中布朗运动颗粒的扩散特性。测量了三种不同粒径颗粒的有效扩散系数随体积浓度的变化。采用修正的悬浮液折射率计算测得的有效扩散系数。结果表明，浓悬浮液中布朗运动颗粒的扩散主要受到流体动力学相互作用的影响，有效扩散系数测量值与Cohen-de Schepper近似值吻合较好。证明了低相干动态光散射法可用来研究不同体积浓度的悬浮液中颗粒的扩散特性。

摘要： 采用厚度为50μm的纯铜箔作为中间层,在1 100 °C下对低碳钢板进行了轧制—扩散复合,考察了塑性变形对界面结合强度和中间层厚度的影响.基于试验结果,系统地研究了碳钢/Cu/碳钢系统轧制—扩散复合中间层等温凝固过程的动力学,并建立了等温凝固时间模型.结果表明,一定的塑性变形可以有效缩短中间层液相全部完成等温凝固的时间.试验测量的等温凝固中间层厚度随时间的变化曲线与理论计算曲线衔接与吻合良好,中间层变化和液相区等温凝固过程互相协调,有助于提高界面结合强度.采用晶内扩散和晶界扩散共同作用下的有效扩散系数,可以精确预测中间层等温凝固时间.

摘要： 氯盐腐蚀是钢筋混凝土结构破坏的最主要因素之一。氯离子在混凝土中的传输行为直接决定了钢筋混凝土结构的寿命，因此，可靠而准确的研究方法是钢筋混凝土结构耐久性设计的基础。本文简要回顾了国内外研究氯离子在混凝土中传输行为的试验方法、原理及适用条件，同时介绍了可用于现场实体混凝土保护层氯离子渗透性检测仪器的原理及优点。

摘要： 本发明公开了一种降低重金属污染土渗透系数、污染物有效扩散系数的固化剂及其制备方法与应用，该固化剂由以下质量百分比的物料组成：钢渣粉40‑80％；电石渣粉10‑50％；磷石膏粉5‑15％。该固化剂能够显著降低重金属污染土的渗透系数和污染物有效扩散系数，减少污染土中重金属污染物的迁移性，修复污染土可作为环境友好型材料资源化利用；同时，该固化剂原材料成本低廉、制备简单、使用方面、效果稳定，原材料环境友好性好、环境负荷低，可大规模推广应用于重金属污染场地的固化稳定化修复工程中。

摘要： 静电收集法测氡仪快速测量氡在薄膜材料中有效扩散系数的装置及方法，测量装置中的第一圆柱形进气腔及第二圆柱形进气腔分别安装在测量室两端的螺纹端盖上，测量室上的出气接头与测氡仪上的进气端连接，测氡仪上的出气端与主泵的进气端连接，主泵的出气端与测量室上的进气接头连接，标准氡室的出气口与第一圆柱形进气腔的进气接头连接，第一圆柱形进气腔的出气接头与副泵的进气端连接，副泵的出气端与第二圆柱形进气腔的进气接头连接，第二圆柱形进气腔的出气接头与标准氡室的进气口连接。测量时薄膜片分别贴在圆柱形筒体的两端，并用螺纹端盖压紧密封，测量后通过计算快速得到氡在薄膜材料中有效扩散系数。

摘要： 本发明公开了一种预测氯离子在水泥浆中有效扩散系数的方法，包括如下步骤：水泥浆的成型及养护，对养护后的试样进行CT扫描获取CT图像；将得到的三维CT图像中的像素点视为多孔单元体，建立名义孔隙率与灰度值之间的映射关系；应用分形理论，计算多孔单元体中供氯离子扩散的自由孔隙率；依据得到的自由孔隙率，结合曲折度模型，建立像素点对应的氯离子扩散系数；根据得到的对应CT图像的扩散系数三维阵列，利用有限元方法求解氯离子在水泥浆体中的有效扩散系数。理论与计算体系成熟完备、相容性好，参数设置简单、操作性较强。对比水泥浆体氯离子有效扩散系数的预测值和实测值，二者吻合度高。

摘要： 测量氡在薄膜中有效扩散系数的装置及方法，测量装置包括测量室、测氡仪、泵及环形密封垫。测量室包括圆柱形筒体及连接在圆柱形筒体两端的螺纹端盖，圆柱形筒体的筒壁上设有出气端接头及进气端接头，在螺纹端盖的环形沟槽内安装有环形密封垫，测量室上的出气端接头与测氡仪的进气端连接，测氡仪的出气端与泵的进气端连接，泵的出气端与测量室的进气端接头连接。测量方法包括测量过程和计算过程，测量时将需要测量的薄膜材料切割成直径与圆柱形筒体端口外径相同的圆形薄膜片，分别贴在圆柱形筒体的两端，并用螺纹端盖压紧密封，将筒形测量室放入标准氡室内，测量圆柱形筒体内氡浓度的变化趋势，测量后通过计算方法得到氡在薄膜中有效扩散系数。

摘要： 快速测量氡在薄膜中有效扩散系数的装置及方法，测量装置包括测量室、测氡仪及泵。测量室包括一个两端带螺纹的圆柱形筒体及连接在圆柱形筒体两端的螺纹端盖，圆柱形筒体的筒壁上对称设有出气端接头及进气端接头，螺纹端盖内设有环形沟槽，在环形沟槽内安装有环形密封垫。测量室上的出气端接头与测氡仪上的进气端连接，测氡仪上的出气端与泵的进气端连接，泵的出气端与测量室上的进气端接头连接。测量方法包括测量过程和计算过程，测量时将需要测量的薄膜切割成直径与圆柱形筒体端口外径相同的圆形薄膜片，分别贴在圆柱形筒体的两端，并用螺纹端盖压紧密封，测量后通过计算方法快速得到氡在薄膜中有效扩散系数。

摘要： 本发明公开了一种降低重金属污染土渗透系数、污染物有效扩散系数的固化剂及其制备方法与应用，该固化剂由以下质量百分比的物料组成：钢渣粉40‑80％；电石渣粉10‑50％；磷石膏粉5‑15％。该固化剂能够显著降低重金属污染土的渗透系数和污染物有效扩散系数，减少污染土中重金属污染物的迁移性，修复污染土可作为环境友好型材料资源化利用；同时，该固化剂原材料成本低廉、制备简单、使用方面、效果稳定，原材料环境友好性好、环境负荷低，可大规模推广应用于重金属污染场地的固化稳定化修复工程中。

摘要： 本发明公开了一种孔隙电极有效扩散系数的确定方法及系统，该方法包括：计算不同转速下孔隙旋转圆盘电极几何模型对应的速度场模拟解；所述孔隙旋转圆盘电极几何模型是依据旋转圆盘电极电化学实验构建的，并在运行过程中输入反应物在反应物溶液中的扩散系数和反应物在边界层内的扩散系数；根据速度场模拟解，利用有限元计算软件求解对流‑扩散方程，确定不同转速下的模拟电流曲线；根据不同转速下的模拟电流曲线与实验电流曲线调整反应物在反应物溶液中的扩散系数和反应物在边界层内的扩散系数；最后根据调整后的反应物在边界层内的扩散系数，确定孔隙电极有效扩散系数。本发明能够准确确定孔隙电极有效扩散系数，进而测定孔隙电极的传质能力。

摘要： 本申请提供了一种多孔材料有效扩散系数的预测方法、装置及系统，涉及多孔材料性能的预测技术领域，方法包括：确定多孔材料微观结构样本，以及与该样本对应的有效扩散系数；将样本输入卷积神经网络进行训练，得到训练后的卷积神经网络；将样本输入训练后的卷积神经网络中，将训练后的卷积神经网络的全连接层输出作为特征参数，将特征参数进行归一化处理，得到特征向量；将特征向量输入支持向量机中进行特征识别，得到样本的有效扩散系数的预测结果；本申请无需大量样本也能确保材料性能数据的准确性，提高了多孔材料有效扩散系数的预测效率。

摘要： 本发明涉及一种合金中氚有效扩散系数的线性模型计算方法，属于材料中核素输运行为研究领域，通过确定氚在合金体系中的稳定位点，对各稳定位点之间的扩散势垒进行计算，进而得到局部扩散系数；结合氚在掺杂原子周围的扩散势垒以及氚在金属基体材料中的扩散势垒，确定掺杂原子在合金中对氚的影响距离ω

摘要： 本发明涉及一种合金中氚有效扩散系数的串联模型计算方法，通过确定氚在合金体系中的稳定位点，对各稳定位点之间的扩散势垒进行计算，进而得到局部扩散系数；结合氚在掺杂原子周围的扩散势垒以及氚在金属基体材料中的扩散势垒，确定掺杂原子在合金中对氚的影响距离ω