关键词： 气溶胶液滴   表面张力   分子动力学   数值模拟  

摘要： 表面张力在纳米气溶胶颗粒的吸湿生长研究中具有重要意义,然而现有实验方法不能对其准确测量.本文基于分子动力学方法模拟了丁二酸气溶胶颗粒吸湿生长形成稳定液滴的动力学过程,在此基础上,建立模型计算了液滴的表面张力,进而探究了温度、粒径和丁二酸浓度对纳米液滴表面张力的影响机制.结果表明,随着温度从260 K升高到320 K,液滴内分子间作用力的减弱导致了液滴表面张力的减小,且表面张力的减小程度随丁二酸浓度的增大而增大,究其主要原因在于液滴中丁二酸分子的径向分布随温度和丁二酸浓度变化的差异;随着粒径的增大,液滴表面张力先增大后趋于定值,且粒径对表面张力的显著影响区间随着丁二酸浓度的增大而缩短;研究还发现,丁二酸分子的表面活性导致液滴表面张力随着丁二酸浓度的增大而减小,且减小趋势符合对数函数形式,尤其是在粒径小于6.12 nm时,同时,基于Szyszkowski公式对液滴的表面张力进行了拟合.本文研究成果能为气溶胶颗粒的吸湿生长和相关动力学过程预测理论及模型的改进提供参数依据.

关键词： 油-水界面   表面张力   序参量   蜡结晶   耗散粒子动力学  

摘要： 随着油田的不断开发,石蜡结晶和油水乳化作用为含蜡原油的开采、运输和储存带来巨大挑战。本文采用耗散粒子动力学方法研究了石蜡相变结晶对油水界面稳定性的影响。首先,计算了石蜡分子的序参量,揭示了水分子和油分子均会促进石蜡分子形成有序的固态晶体结构。其次,发现随着蜡含量的增加,油-水界面的表面张力逐步提高,石蜡分子会提高油-水界面的稳定性。最后,得到油-水界、蜡-水界面,蜡-油界面表面张力随温度的变化关系(298~348 K)。结果表明,当温度低于308 K,油-水界面和蜡水界面都能维持其界面的稳定性。对于蜡-油界面,当温度高于308 K时,达到石蜡的析蜡温度,石蜡晶体逐步熔化,蜡-油之间的界面张力急剧减小,蜡油界面逐渐消失。

关键词： 镀锡板   印铁涂布   缩孔缺陷   表面张力   软熔   钝化  

摘要： 针对镀锡板印铁涂布时出现漆膜缩孔问题,通过X射线光电子能谱(XPS)和电化学测试技术研究了软熔和钝化工艺参数对镀锡板表面张力及表面镀层、氧化膜和钝化膜物质组成的影响。结果表明:升高软熔温度或增大软熔高度都能够提高钝化膜对氧化膜的覆盖率,增大钝化电流密度则能够增大钝化膜中Cr2O3的含量,都有利于减少印铁涂布的缩孔缺陷。

关键词： 表面张力   肥皂泡   生活中的数学   表面积   最低限度  

摘要： 一、肥皂泡中的数学肥皂泡的形状总是受表面张力的控制,而表面张力总是使液体表面积尽可能的小.因为每个肥皂泡都包裹着一定量的空气,这些空气的存在使得肥皂泡表面积的收缩有了一个最低限度,这就是为什么单个的肥皂泡总是变成球状,而一大堆肥皂泡聚集在一起则有不同的造型.在肥皂泡沫中,肥皂泡的边缘之间的交角成120°,这种现象被称为三部结合,如图1所示.许多自然形成的事物(如鱼的鳞片、香蕉的内部、玉米仁的构成、海龟壳等)也都遵从三部结合的规律.

关键词： 反冲压力   激光深熔焊   焊接速度   焊接功率   热对流   自由表面   表面张力   气液界面  

摘要： 高功率激光深熔焊接是目前工业应用当中最理想的先进技术。本文提出了一种三维数值模拟方法,考虑了作用在熔池小孔上的表面张力、反冲压力,利用VOF追踪气液界面,利用焓–孔隙度法解决焊接过程中熔化凝固问题,考虑了热对流、热辐射、小孔自由表面的多重吸收等传热过程,采用随小孔深度变化的旋转高斯体热源来简化焊接的过程。分析了熔池小孔的演变过程以及工艺参数对小孔形貌的影响,结果表明:熔池小孔的形貌变化是反冲压力作用的结果;焊接速度对熔池小孔的深度影响不大,焊接功率越大,熔池小孔的深度越深。

关键词： 聚醚改性硅油   转化率   流平剂   表面张力  

摘要： 以含氢硅油和烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚为原料,在氯铂酸催化下合成了聚醚改性硅油。探讨了合成条件对乙烯基转化率的影响,并与市售流平剂作了应用性能对比。结果表明,较佳的制备条件为反应温度100℃、反应时间8 h、投料比(硅氢键与乙烯基物质的量之比)为1∶1.2、催化剂用量50μg/g,此时反应转化率为86.74%。其应用性能与所选市售流平剂接近,加入硅树脂体系后,硅树脂固化后表面平整光滑,20°、60°、85°光泽度为156、148、115,爽滑度为1.125。

关键词： 磁化水   表面张力   水泥基材料   早期性能  

摘要： 磁场处理对水的物理性能具有一定的影响,磁化水也表现出对水泥基材料性能的改善。文中采用自制的永磁式磁水器,研究了磁场强度对自来水及外加剂溶液物理性能的影响,并测试了磁化水拌制水泥净浆的早期孔隙结构及力学性能。结果表明,磁场强度为230mT时,自来水的表面张力降低了5.5%;磁化水拌制的水泥净浆的初凝时间及总孔隙率降低;磁场强度为230mT和600mT时,磁化水拌制的水泥净浆在3d龄期时的抗压强度分别提高了10.3%和15.8%。

关键词： Weierstrass椭圆函数   气泡动力学   空化气泡   表面张力   气泡运动   空化机理   Rayleigh   微观尺度  

摘要： Rayleigh-Plesset方程是气泡动力学的基本模型,被广泛应用于空化机理的研究中.由于空化气泡经常发生在微观尺度上,表面张力的影响将对气泡的运动产生重要的影响.基于Sundman变换和Weierstrass椭圆函数理论,研究了考虑表面张力的Rayleigh-Plesset方程,并分别建立了蒸汽气泡和气泡的参数理论解.结果表明,蒸汽泡和气体泡动力学方程可以从理论上得到求解.在理论解的基础上,进一步研究了表面张力对蒸汽气泡和气泡运动的影响.对于这两种气泡,随着气泡尺度的减小,表面张力对气泡运动的影响会逐渐增大.特别是当气泡尺度减小到10μm时,表面张力的影响变得更加显著,不可忽略.

关键词： 表面张力   鉴别   有机溶剂   水  

摘要： 以层层对照的实验方法,对化学实验课题“有机溶剂与水的鉴别”进行改进,可得出有机物和水的分液面弧度鉴别模型。从表面张力的角度对该系列实验进行微观原理阐述,能够充分展现以化学核心素养为本的实验教学模型的特点,并培养学生辨实验、识化学、用化学的兴趣。

关键词： 物理实验   拉脱法   表面张力   电压测量   相对误差  

摘要： 拉脱法测量液体表面张力系数实验中,力敏传感器对外输出电压是实验需要测量的重要参量。明确电压的测量点对于深入理解实验原理,提高实验测量精确度具有十分重要的意义。本文在传统拉脱法测量液体表面张力系数实验原理的基础上,重点对测量过程中吊环及液膜的状态、受力变化以及电压随吊环带出液膜高度的变化情况展开研究。最终明确了实验中电压测量点的选取,修正了理论分析计算公式并进行了实验验证。验证结果表明:吊环在临界状态时,传感器对外输出电压U_(1)应选取电压读数最大值更符合实验原理;且吊环带起液膜的质量不能忽略,应纳入理论分析计算中才能得到更为精确的结果。该研究结果可为本实验的课程教学提供分析思路与参考。