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卧式捏合反应器及其在聚合工业中的研究进展
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作者 成文凯 颜金钰 +1 位作者 王嘉骏 冯连芳 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期768-781,共14页
卧式捏合反应器具有大的反应体积,优异的混合性能、表面更新性能、传热性能和自清洁性能,因而在本体聚合、缩合聚合和聚合物脱挥等领域具有广阔的应用前景。综述了几种捏合反应器及其搅拌特性研究,以及在聚合工业中的应用研究,指出捏合... 卧式捏合反应器具有大的反应体积,优异的混合性能、表面更新性能、传热性能和自清洁性能,因而在本体聚合、缩合聚合和聚合物脱挥等领域具有广阔的应用前景。综述了几种捏合反应器及其搅拌特性研究,以及在聚合工业中的应用研究,指出捏合反应器具有非常复杂的几何结构,实验测量技术具有很大的局限性,计算流体力学(CFD)模拟为主要的研究方法;进一步指出具有自清洁特性的捏合反应器是聚合物搅拌设备开发的主要方向,高效、集约化、绿色、环保的先进工艺与装置是促进我国聚合工业发展的关键。 展开更多
关键词 捏合反应器 搅拌特性 计算流体力学 过程强化 本体聚合 缩合聚合 聚合物脱挥
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聚合物搅拌脱挥设备及其CFD模拟研究进展 被引量:8
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作者 成文凯 王嘉骏 +1 位作者 顾雪萍 冯连芳 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1283-1288,共6页
综述了聚合物搅拌脱挥设备的开发进展,分析了设备开发过程存在的关键问题。指出卧式脱挥设备中的流动特性、混合特性、成膜特性以及表面更新特性等是强化传质的关键因素,具有自清洁搅拌特性的高效卧式脱挥设备是装备开发与研究的主要方... 综述了聚合物搅拌脱挥设备的开发进展,分析了设备开发过程存在的关键问题。指出卧式脱挥设备中的流动特性、混合特性、成膜特性以及表面更新特性等是强化传质的关键因素,具有自清洁搅拌特性的高效卧式脱挥设备是装备开发与研究的主要方向。阐述了计算流体力学(CFD)在研究高黏流体卧式搅拌设备内传递过程机理中的应用。基于网格重叠技术的有限元方法和基于动网格的有限体积方法可以解决复杂几何结构的桨叶和翅片、双轴的旋转运动以及啮合机构非常小的间隙等难题。借助于CFD中VOF多相流模型可以精确地追踪气液相界面,模拟反应器中的成膜过程和表面更新特性,进而可以深入分析设备中的传质过程,为高效聚合物脱挥设备的优化与设计提供了新的思路。 展开更多
关键词 脱挥 自清洁 数值模拟 传质 搅拌
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自组装制备功能磁性纳米材料研究进展
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作者 成文凯 徐金宝 +1 位作者 王永红 钟国伦 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2013年第9期11-13,共3页
利用分子自组装技术制备的功能磁性纳米材料在生物医学、生物传感器、工业催化和电磁导体等方面的研究进展及应用前景。
关键词 分子自组装 功能磁性纳米材料 研究进展
原文传递
课堂教改 观念先行
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作者 成文凯 《山西农业大学学报(社会科学版)》 2005年第5期33-34,38,共3页
素质教育是一种符合教育发展规律和现代社会进步要求的教育模式。课堂教学是落实素质教育的重要环节.作为课堂教学活动的主导者——教师必须彻底转变旧的教学现念,以新思路、新观念、新做法面对新的教改工作,树立整合教学的观念、"... 素质教育是一种符合教育发展规律和现代社会进步要求的教育模式。课堂教学是落实素质教育的重要环节.作为课堂教学活动的主导者——教师必须彻底转变旧的教学现念,以新思路、新观念、新做法面对新的教改工作,树立整合教学的观念、"学生路线"思想、合作意识、开发意识、责任意识等,真正把"素质教育"落到实处。 展开更多
关键词 素质教育 课堂教改
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反向旋转卧式双轴捏合反应器混合特性的数值模拟 被引量:5
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作者 成文凯 张先明 +1 位作者 王嘉骏 冯连芳 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期162-174,共13页
以差速反向旋转卧式双轴捏合反应器为研究对象,选用高黏牛顿流体糖浆为模拟物料,通过三维有限元数值模拟方法研究了高黏糖浆在捏合反应器中的流动过程,获取了流速和剪切速率的空间分布,进一步结合粒子示踪技术探究了分布混合过程与混合... 以差速反向旋转卧式双轴捏合反应器为研究对象,选用高黏牛顿流体糖浆为模拟物料,通过三维有限元数值模拟方法研究了高黏糖浆在捏合反应器中的流动过程,获取了流速和剪切速率的空间分布,进一步结合粒子示踪技术探究了分布混合过程与混合效率,并且考察了搅拌结构对流动与混合过程的影响规律。研究表明,捏合反应器中几乎不存在流动死区,桨叶末端和重叠区域的流速和剪切速率较高,且高流速和高剪切区域均随着捏合杆数目和捏合杆长度的增加而增大。捏合杆可以推动物料在圆周方向上的运动,在重叠区域存在周期性交互作用,进而可以强化分布混合过程。拉伸率随着混合时间以指数形式增加,且随着捏合杆数目和捏合杆长度的增加而增加。时均混合效率大于零,随着捏合杆数目的增大而增大,随着捏合杆长度的增加呈现先增大后减小的趋势。 展开更多
关键词 双轴捏合反应器 计算流体力学 有限元方法 流体动力学 混合
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卧式单轴捏合反应器流动与混合特性的数值模拟 被引量:4
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作者 成文凯 张先明 +1 位作者 王嘉骏 冯连芳 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1995-2007,共13页
选取卧式单轴捏合反应器为研究对象,搭建了一个可视化实验装置来研究其分布混合过程,并且通过三维有限元数值模拟方法和网格重叠技术获取了高黏牛顿流体在反应器中的流速分布、剪切速率分布与混合指数分布,进一步采用粒子示踪技术分析... 选取卧式单轴捏合反应器为研究对象,搭建了一个可视化实验装置来研究其分布混合过程,并且通过三维有限元数值模拟方法和网格重叠技术获取了高黏牛顿流体在反应器中的流速分布、剪切速率分布与混合指数分布,进一步采用粒子示踪技术分析了全局与局部分布混合过程,对示踪粒子的运动轨迹进行统计分析得到了拉伸率与混合效率,并且考察了搅拌结构对流动与混合过程的影响。结果表明,实验与数值模拟结果吻合较好。捏合反应器中几乎不存在流动死区,搅拌轴上的动态捏合杆与搅拌槽壁面上的静态捏合杆之间存在周期性的捏合作用,可以强化自清洁性能、剪切作用、整体与局部分布混合过程、分散混合性能以及混合效率。拉伸率随着混合时间以指数形式增加,时均混合效率大于零。 展开更多
关键词 单轴捏合反应器 数值模拟 计算流体力学 流体动力学 混合
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涤纶工业丝熔融纺丝过程的数值模拟 被引量:1
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作者 张伟 成文凯 张先明 《现代纺织技术》 北大核心 2022年第5期52-59,共8页
为了研究涤纶工业丝熔融纺丝过程熔体流动规律,根据企业用喷丝孔建立模型,运用三维有限元(Finite element method,FEM)数值模拟方法对涤纶工业丝熔融纺丝的过程进行了数值模拟,对比分析了喷丝孔收敛角、口模长径比以及喷丝孔入口流量对... 为了研究涤纶工业丝熔融纺丝过程熔体流动规律,根据企业用喷丝孔建立模型,运用三维有限元(Finite element method,FEM)数值模拟方法对涤纶工业丝熔融纺丝的过程进行了数值模拟,对比分析了喷丝孔收敛角、口模长径比以及喷丝孔入口流量对挤出过程温度场、速度场、剪切速率场以及压力场分布的影响。结果表明:温度场对喷丝孔结构变化不敏感,受入口流量影响较大;收敛角的增大会使熔体在收敛段速度增长趋势变大;长径比太大会使得熔体受口模段剪切作用增强,不利于速度均匀分布;入口流量大小对熔体流动状态影响较大。收敛角为73°,长径比为3的喷丝孔结构最有利于速度的均匀分布。 展开更多
关键词 聚对苯二甲酸乙二醇酯 涤纶工业丝 熔融纺丝 喷丝孔 数值模拟
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一类三维有理差分系统的动力学行为研究
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作者 成文凯 董玲珍 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2020年第8期223-231,共9页
主要研究一类三维差分系统的动力学行为。在A>1的情况下,分析了系统正初值解序列的有界性,应用差分方程的基本理论讨论了正平衡点的存在性,稳定性以及全局吸引性。在A=1的情况下,分析了系统正初值解序列的有界性;当m为偶数时,得到了... 主要研究一类三维差分系统的动力学行为。在A>1的情况下,分析了系统正初值解序列的有界性,应用差分方程的基本理论讨论了正平衡点的存在性,稳定性以及全局吸引性。在A=1的情况下,分析了系统正初值解序列的有界性;当m为偶数时,得到了系统阶-2周期解的存在性。最后,利用数值模拟的方法验证了所得结论的正确性。 展开更多
关键词 有界性 平衡点 稳定性 阶-2周期解
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反向旋转微型锥形双螺杆挤出机混合性能的数值模拟 被引量:2
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作者 辛思成 成文凯 张先明 《浙江理工大学学报(自然科学版)》 2021年第4期527-533,共7页
选取反向旋转微型锥形双螺杆挤出机为研究对象,通过三维有限元数值模拟方法(Finite element method,FEM)和网格叠加技术(Mesh superposition technique,MST)研究聚丙烯(Polypropylene,PP)的挤出流动过程,结合粒子示踪技术对挤出机的混... 选取反向旋转微型锥形双螺杆挤出机为研究对象,通过三维有限元数值模拟方法(Finite element method,FEM)和网格叠加技术(Mesh superposition technique,MST)研究聚丙烯(Polypropylene,PP)的挤出流动过程,结合粒子示踪技术对挤出机的混合性能进行分析,并且考察螺杆螺距对速度分布和混合性能的影响规律。结果表明:流速和剪切速率随着轴向距离的增大而减小,在啮合区的速度大于筒壁边缘,在啮合区的剪切速率小于筒壁边缘;随着螺距增大,流体在轴向上的速度分量随之增大,最大剪切速率呈减小趋势;平均对数拉伸长度随螺距的增大而减小,时均混合效率随螺距的增大而增大。研究结果可为锥形双螺杆挤出机的优化设计提供指导。 展开更多
关键词 双螺杆挤出机 数值模拟 粒子示踪技术 混合性能
原文传递
不一样的作业,开拓教育新生活——山西农业大学附属学校作业改革的探索和实践
10
作者 成文凯 赵永峰 《山西教育(管理版)》 2016年第9期24-27,共4页
临笔,恰逢晋中市2016年中考成绩公布——我校最高分694分,第二名690分,650分以上6人(今年我校中考考生共67人)。这样的成绩不免又让农大附属学校的师生们小小激动了一下。
关键词 山西农业大学 作业改革 学校 实践 生活 教育 成绩公布 晋中市
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聚合物反应挤出过程数值模拟进展 被引量:3
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作者 叶阳 成文凯 +2 位作者 王嘉骏 顾雪萍 冯连芳 《高分子通报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1-7,共7页
随着高性能计算机的不断发展,采用数值模拟方法来研究反应挤出过程中螺杆几何结构、操作参数与材料参数相互关系,对聚合物的合成、加工与改性均具有重要的指导意义。但由于聚合物反应挤出过程非常复杂,熔体高剪切流动、传热、复杂流变... 随着高性能计算机的不断发展,采用数值模拟方法来研究反应挤出过程中螺杆几何结构、操作参数与材料参数相互关系,对聚合物的合成、加工与改性均具有重要的指导意义。但由于聚合物反应挤出过程非常复杂,熔体高剪切流动、传热、复杂流变特性与聚合反应之间的强耦合,使得准确数值模拟非常困难。本文综述了现阶段数值模拟所采用的数学和物理模型,可分为一维反应器模型和计算流体力学模型。反应挤出过程数值模拟的发展将以计算流体力学方法为主,严格耦合三传和聚合反应动力学,考虑多相传递过程,并通过优化求解算法,从而准确预测聚合物反应挤出过程。 展开更多
关键词 聚合 反应挤出 数值模拟 反应动力学 计算流体力学
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