- 2025-01-21 09:33:41真空脫氣裝置原理
- 真空脫氣裝置原理主要是通過真空泵將系統(tǒng)內(nèi)部抽至真空狀態(tài),從而降低液體中溶解的氣體量。在真空條件下,液體中的氣體因溶解度降低而逐漸析出,隨后通過排氣裝置將這些氣體排出系統(tǒng)。此過程有助于消除液體中的微小氣泡,提高液體的純凈度和穩(wěn)定性。真空脫氣裝置廣泛應(yīng)用于各種需要高純度液體的場合,如實驗室分析、半導體制造、化工生產(chǎn)等,以確保工藝流程的順利進行和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定提升。
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真空脫氣裝置原理問答
- 2023-02-15 14:54:00真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)原理
- 真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)原理 一、蒸發(fā)鍍膜簡述:真空蒸發(fā)鍍膜(簡稱真空蒸鍍)是指在真空室中,加熱蒸發(fā)容器中待形成薄膜的原材料,使其原子或分子從表面氣化逸出,形成蒸氣流,入射到固體(稱為襯底或基片)表面,凝結(jié)形成固態(tài)薄膜的方法。由于真空蒸發(fā)法或真空蒸鍍法主要物理過程是通過加熱蒸發(fā)材料而產(chǎn)生,所以又稱熱蒸發(fā)法或者熱蒸鍍,所配套的設(shè)備稱之為熱蒸發(fā)真空鍍膜機。這種方法zui早由M.法拉第于1857年提出,現(xiàn)代已成為常用鍍膜技術(shù)之一。 盡管后來發(fā)展起來的濺射鍍和離子鍍在許多方面要比蒸鍍優(yōu)越,但真空蒸發(fā)技術(shù)仍有許多優(yōu)點,如設(shè)備與工藝相對比較簡單,即可鍍制非常純凈的膜層,又可制備具有特定結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的膜層等,仍然是當今非常重要的鍍膜技術(shù)。近年來,由于電子轟擊蒸發(fā),高頻感應(yīng)蒸發(fā)及激光蒸發(fā)等技術(shù)在蒸發(fā)鍍膜技術(shù)中的廣泛應(yīng)用,使這一技術(shù)更趨完善。 近年來,該法的改進主要是在蒸發(fā)源上。為了抑制或避免薄膜原材料與蒸發(fā)加熱器發(fā)生化學反應(yīng),改用耐熱陶瓷坩堝,如 BN坩堝。為了蒸發(fā)低蒸氣壓物質(zhì),采用電子束加熱源或激光加熱源。為了制造成分復雜或多層復合薄膜,發(fā)展了多源共蒸發(fā)或順序蒸發(fā)法。為了制備化合物薄膜或抑制薄膜成分對原材料的偏離,出現(xiàn)了反應(yīng)蒸發(fā)法等。 二、熱蒸鍍工作原理: 真空蒸發(fā)鍍膜包括以下三個基本過程∶(1)加熱蒸發(fā)過程。包括由凝聚相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀啵ü滔嗷蛞合唷鷼庀啵┑南嘧冞^程。每種蒸發(fā)物質(zhì)在不同溫度時有不相同的飽和蒸氣壓;蒸發(fā)化合物時,其組分之間發(fā)生反應(yīng),其中有些組分以氣態(tài)或蒸氣進入蒸發(fā)空間。(2)氣化原子或分子在蒸發(fā)源與基片之間的輸運過程,即這些粒子在環(huán)境氣氛中的飛行過程。飛行過程中與真空室內(nèi)殘余氣體分子發(fā)生碰撞的次數(shù),取決于蒸發(fā)原子的平均自由程,以及從蒸發(fā)源到基片之間的距離,常稱源-基距。(3)蒸發(fā)原子或分子在基片表面上的沉積過程,即是蒸氣凝聚、成核、核生長、形成連續(xù)薄膜。由于基板溫度遠低于蒸發(fā)源溫度,因此,沉積物分子在基板表面將直接發(fā)生從氣相到固相的相轉(zhuǎn)變過程。將膜材置于真空鍍膜室內(nèi),通過蒸發(fā)源加熱使其蒸發(fā),當蒸發(fā)分子的平均自由程大于真空鍍膜室的線性尺寸時,蒸汽的原子和分子從蒸發(fā)源表面逸出后,在飛向基片表面過程中很少受到其他粒子(主要是殘余氣體分子)的碰撞阻礙,可直接到達被鍍的基片表面,由于基片溫度較低,便凝結(jié)其上而成膜,為了提高蒸發(fā)分子與基片的附著力,對基片進行適當?shù)募訜崾潜匾?。為使蒸發(fā)鍍膜順利進行,應(yīng)具備蒸發(fā)過程中的真空條件和制膜過程中的蒸發(fā)條件。 蒸發(fā)過程中的真空條件:真空鍍膜室內(nèi)蒸汽分子的平均自由程大于蒸發(fā)源與基片的距離(稱做蒸距)時,就會獲得充分的真空條件。為此,增加殘余氣體的平均自由程,借以減少蒸汽分子與殘余氣體分子的碰撞概率,把真空鍍膜室抽成高真空是非常必要的。否則,蒸發(fā)物原子或分子將與大量空氣分子碰撞,使膜層受到嚴重污染,甚至形成氧化物;或者蒸發(fā)源被加熱氧化燒毀;或者由于空氣分子的碰撞阻擋,難以形成均勻連續(xù)的薄膜。 三、真空蒸鍍特點: 優(yōu)點:設(shè)備比較簡單 、操作容易;制成的薄膜純度高、質(zhì)量好,厚度可較準確控制;成膜速率快,效率高;薄膜的生長機理比較簡單;缺點:不容易獲得結(jié)晶結(jié)構(gòu)的薄膜;所形成的薄膜在基板上的附著力較?。还に囍貜托圆粔蚝玫?。 四、蒸發(fā)源的類型及選擇: 蒸發(fā)源是用來加熱膜材使之氣化蒸發(fā)的裝置。目前所用的蒸發(fā)源主要有電阻加熱,電子束加熱,感應(yīng)加熱,電弧加熱和激光加熱等多種形式。電阻加熱蒸發(fā)裝置結(jié)構(gòu)較簡單,成本低,操作簡便,應(yīng)用普遍。電阻加熱式蒸發(fā)源的發(fā)熱材料一般選用W、Mo、Ta、Nb等高熔點金屬,Ni、Ni-Cr合金。把它們加工成各種合適的形狀,在其上盛裝待蒸發(fā)的膜材。一般采用大電流通過蒸發(fā)源使之發(fā)熱,對膜材直接加熱蒸發(fā),或把膜材放入石墨及某些耐高溫的金屬氧化物(如Al2O3,BeO)等材料制成的坩堝中進行間接加熱蒸發(fā)。采用電阻加熱法時應(yīng)考慮的問題是蒸發(fā)源的材料及其形狀,主要是蒸發(fā)源材料的熔點和蒸氣壓,蒸發(fā)源材料與薄膜材料的反應(yīng)以及與薄膜材料之間的濕潤性。因為薄膜材料的蒸發(fā)溫度(平衡蒸氣壓為1. 33 Pa時的溫度)多數(shù)在1 000 ~2 000 K之間,所以蒸發(fā)源材料的熔點需高于這一溫度。而且.在選擇蒸發(fā)源材料時必須考慮蒸發(fā)源材料大約有多少隨蒸發(fā)而成為雜質(zhì)進入薄膜的問題。因此,必須了解有關(guān)蒸發(fā)源常用材料的蒸氣壓。為了使蒸發(fā)源材料蒸發(fā)的分子數(shù)非常少,蒸發(fā)溫度應(yīng)低于蒸發(fā)源材料平衡蒸發(fā)壓為1. 33×10-6Pa時的溫度。在雜質(zhì)較多時,薄膜的性能不受什么影響的情況下,也可采用與1. 33×10-2Pa對應(yīng)的溫度。綜上所述,蒸發(fā)源材料的要求:1、高熔點:必須高于待蒸發(fā)膜材的熔點(常用膜材熔點1000~2000℃)2、飽和蒸氣壓低:保證足夠低的自蒸發(fā)量,不至于影響系統(tǒng)真空度和污染膜層3、化學性能穩(wěn)定:在高溫下不應(yīng)與膜材發(fā)生反應(yīng),生成化合物或合金化4、良好的耐熱性5、原料豐富、經(jīng)濟耐用 蒸發(fā)材料對蒸發(fā)源材料的“濕潤性”:選擇蒸發(fā)源材料時,必須考慮蒸鍍材料與蒸發(fā)材料的“濕潤性”問題。蒸鍍材料與蒸發(fā)源材料的濕潤性”與蒸發(fā)材料的表面能大小有關(guān)。高溫熔化的蒸鍍材料在蒸發(fā)源上有擴展傾向時,可以認為是容易濕潤的;如果在蒸發(fā)源上有凝聚而接近于形成球形的傾向時,就可以認為是難干濕潤的在濕潤的情況下,材料的蒸發(fā)是從大的表面上發(fā)生的且比較穩(wěn)定,可以認為是面蒸發(fā)源的蒸發(fā);在濕潤小的時候,一般可認為是點蒸發(fā)源的蒸發(fā)。如果容易發(fā)生濕潤,蒸發(fā)材料與蒸發(fā)源十分親和,蒸發(fā)狀態(tài)穩(wěn)定;如果是難以濕潤的,在采用絲狀蒸發(fā)源時,蒸發(fā)材料就容易從蒸發(fā)源上掉下來。 五、合金與化合物的蒸發(fā): 1、合金的蒸發(fā):采用真空蒸發(fā)法制作預(yù)定組分的合金薄膜,經(jīng)常采用瞬時蒸發(fā)法、雙蒸發(fā)源法。分餾現(xiàn)象:當蒸發(fā)二元以上的合金及化合物時,蒸發(fā)材料在氣化過程中,由于各成分的飽和蒸氣壓不同,使得其蒸發(fā)速率也不同,得不到希望的合金或化合物的比例成分,這種現(xiàn)象稱為分餾現(xiàn)象。(1)瞬時蒸發(fā)法:瞬時蒸發(fā)法又稱“閃爍”蒸發(fā)法。將細小的合金顆粒,逐次送到非常熾熱的蒸發(fā)器中,使一個一個的顆粒實現(xiàn)瞬間完全蒸發(fā)。關(guān)鍵以均勻的速率將蒸鍍材料供給蒸發(fā)源粉末粒度、蒸發(fā)溫度和粉末比率。如果顆粒尺寸很小,幾乎能對任何成分進行同時蒸發(fā),故瞬時蒸發(fā)法常用于合金中元素的蒸發(fā)速率相差很大的場合。優(yōu)點:能獲得成分均勻的薄膜,可以進行摻雜蒸發(fā)等。缺點:蒸發(fā)速率難以控制,且蒸發(fā)速率不能太快。 (2)雙源蒸發(fā)法:將要形成合金的每一成分,分別裝入各自的蒸發(fā)源中,然后獨立地控制各個蒸發(fā)源的蒸發(fā)速率,使達到基板的各種原子與所需合金薄膜的組成相對應(yīng)。為使薄膜厚度分布均勻,基板常需要進行轉(zhuǎn)動。2、化合物的蒸發(fā):化合物的蒸發(fā)方法:(1)電阻加熱法(2)反應(yīng)蒸發(fā)法(3)雙源或多源蒸發(fā)法(4)三溫度法(5)分子束外延法反應(yīng)蒸發(fā)法主要用于制備高熔點的絕緣介質(zhì)薄膜,如氧化物、氮化物和硅化物等。而三溫度法和分子外延法主要用于制作單晶半導體化合物薄膜,特別是III-V族化合物半導體薄膜、超晶格薄膜以及各種單晶外延薄膜等。 將活性氣體導入真空室,使活性氣體的原子、分子和從蒸發(fā)源逸出的蒸發(fā)金屬原子、低價化合物分子在基板表面淀積過程中發(fā)生反應(yīng),從而形成所需高價化合物薄膜的方法。不僅用于熱分解嚴重,而且用于因飽和蒸氣壓較低而難以采用電阻加熱蒸發(fā)的材料。經(jīng)常被用來制作高熔點的化合物薄膜,特別是適合制作過渡金屬與易分解吸收的02, N2等反應(yīng)氣體所組成的化合物薄膜(例如SiO2、ZrN、AlN、SiC薄膜)。在反應(yīng)蒸發(fā)中,蒸發(fā)原子或低價化合物分子與活性氣體發(fā)生反應(yīng)的地方有三種可能,即蒸發(fā)源表面、蒸發(fā)源到基板的空間和基板表面。
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- 2025-10-16 16:07:04真空密封性測試儀的優(yōu)勢是什么?
- 真空密封性測試儀HD-MF01A采用世界知名SMC進口的氣動元件,性能穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)采用數(shù)字預(yù)置試驗真空度及真空保持時間,確保測試數(shù)據(jù)的準確性。自動恒壓補氣進一步確保測試能夠在預(yù)設(shè)的真空條件下進行,抽壓、保壓、補壓、計時、反吹全自動化一鍵操作;系統(tǒng)采用微電腦控制,搭配液晶顯示屏,實體按鍵操作,方便更換檢測地點。真空密封性測試儀符合多項國家和國際標準:GB/T15171、ASTMD3078、GB/T27728、YBB00112002-2015、YBB00122002-2015、YBB00262002-2015、YBB0005-2015、YBB00092002-2015、YBB00392003-2015、YBB00112002-2015。
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- 2022-09-07 13:49:54四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥傳熱傳質(zhì)原理(七)
- 2.2.3.4分形多孔介質(zhì)中氣體擴散方程通常流體的擴散滿足Fick定律,固相中的擴散也常常沿襲出流體擴散過程的處理方法。但分形多孔介質(zhì)中非均勻孔隙的復雜性,若仍沿用傳統(tǒng)方法描述,將與實際情況相差太大。根據(jù)文獻可知,若用ρ(r,t)表示擴散概率密度,在d維歐氏空間的一般擴散方程具有如下形式:若用M(r,t)表示時刻t,在r + dr之間的球殼中的擴散概率,用N(r,t)表示總的徑向概率,也表示單位時間流過的物質(zhì)流量,即通量。則概率守恒的連續(xù)方程可寫為:在分形介質(zhì)中:根據(jù)Fick擴散定律,在d維歐氏空間中,物質(zhì)流與概率流之間滿足如下關(guān)系:把式(2-100)中擴散系數(shù)D0用分形介質(zhì)中的擴散系數(shù)代替!Ddf(r),空間維數(shù)d用分形維數(shù)代替,從而給出了分形介質(zhì)中質(zhì)量流量與概率密度之間類似的關(guān)系式:把式(2-98)和式(2-100a)代人式(2-97)中,可得分形介質(zhì)中的擴散方程:比較式(2-97)和式(2-101),可以看出,分形介質(zhì)中擴散方程和歐式空間擴散方程的區(qū)別在于,空間維數(shù)d用分形維數(shù)代替,擴散系數(shù)用分形多孔介質(zhì)中的擴散系數(shù),由于分形介質(zhì)中的擴散系數(shù)不是常數(shù),與擴散距離有關(guān),擴散系數(shù)不能提到偏微分號外邊。把式(2-96)代人式(2-101)中,可得分形多孔介質(zhì)中的擴散方程為: 2.2.3.5凍干模型的建立模擬螺旋藻在如圖2-23所示的小盤中的凍干過程,在建立熱質(zhì)耦合平衡方程時做了如下假設(shè):① 升華界面厚度被認為是無窮??;② 假設(shè)只有水蒸氣和惰性氣體兩種混合物流過已干層;③ 在升華界面處,水蒸氣的分壓和冰相平衡;④ 在已干層中氣相和固相處于熱平衡狀態(tài),且分形對傳熱的影響忽略不計;⑤ 凍結(jié)區(qū)被認為是均質(zhì)的,熱導率、密度、比熱容均為常數(shù),溶解氣體忽略不計;⑥ 物料尺寸的變化忽略不計。下面所建的數(shù)學模型是在1998年Sheehan 建立的二維軸對稱模型基礎(chǔ)上建立的,只是水蒸氣和惰性氣體的質(zhì)量流量根據(jù)分形多孔介質(zhì)中的擴散方程進行修改,在修改的過程中將擴散系數(shù)改為分形多孔介質(zhì)中的擴散系數(shù),考慮到若將歐式空間的維數(shù)改為分形維數(shù),方程的求解太困難,因為螺旋藻已干層分形維數(shù)為df= 1.7222,比較接近2, 所以仍沿用歐式空間的維數(shù)2,沒做修改。(1)主干燥階段數(shù)學模型 ①傳質(zhì)方程。已干層分形多孔介質(zhì)中的傳質(zhì)連續(xù)方程如下:其中 ②傳熱方程。主干燥階段已干層中熱質(zhì)耦合的能量平衡方程,其中傳質(zhì)相與分形指數(shù)有關(guān):凍結(jié)層中能量平衡方程:(2)升華界面的軌跡 升華界面的移動根據(jù)升華界面處的熱質(zhì)耦合能量平衡的條件確定, 能量平衡條件為:其中(3)二次干燥階段數(shù)學模型 傳熱能量平衡和傳質(zhì)連續(xù)方程:結(jié)合水的移除用方程(2-115)表示: 2.2.3.6初始條件和邊界條件(1)主干燥階段初始條件和邊界條件也就是方程(2-103)~方程(2-109)的初始條件和邊界條件。①初始條件。當t=0時,②邊界條件。當t>0時:a.已干層(I區(qū))的溫度:q1為來自已干層頂部的熱量q3為來自瓶壁的熱,通過下式確定:b.凍結(jié)層(Ⅱ區(qū))的溫度:q2為來自擱板的熱量:c.已干層中水蒸氣和惰性氣體的分壓(I區(qū)):(2)二次干燥階段初始條件和邊界條件 也就是式(2-60)~式(2-63)的初始條件和邊界條件。①初始條件。式(2-112)~式(2-115) 的初始條件是主干燥階段結(jié)束時的條件,即t=tz=z(t,r)=L時表示移動界面消失時的條件,通常情況也代表二次階段的開始。②邊界條件。當t≥tz=z(t,r)=L時,q1為來自已干層頂部的熱量:q2為來自擱板的熱量:熱流q3為來自瓶壁的熱,通過下式確定:已干層中水蒸氣和性氣體的分壓:
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- 2022-08-30 14:38:05四環(huán)凍干機—真空冷凍干燥傳熱傳質(zhì)原理(六)
- 2.2.3微納尺度凍干過程的傳熱傳質(zhì)以往的研究大都是研究宏觀參數(shù),如壓力、溫度和物料的宏觀尺寸等對凍干過程熱傳遞的影響,物料微觀結(jié)構(gòu)的影響忽略不計或被簡化,因此,只是對于均質(zhì)的液態(tài)物料和結(jié)構(gòu)單一固態(tài)物料比較適用。對于一般生物材料,凍干過程已干層多孔介質(zhì)實際上不是均勻的,而是具有分形的特點。然而分形多孔介質(zhì)中的擴散已不再滿足歐式空間的Fick定律,擴散速率較歐式空間減慢了,擴散系數(shù)不是常數(shù),與擴散距離還有關(guān)。已干層分形特征如何確定,以及怎么影響凍干過程熱質(zhì)傳遞,都是有待研究的問題。從考慮生物材料的微觀結(jié)構(gòu)出發(fā),根據(jù)已干層的顯微照片分析生物材料已干層多孔介質(zhì)的分形特性,確定已干層多孔介質(zhì)的分形維數(shù)和譜維數(shù),推導分形多孔介質(zhì)中氣體擴散方程,然后在1998年Sheehan和Liapis提出的非穩(wěn)態(tài)軸對稱模型的基礎(chǔ)上建立了考慮了已干層的分形特點的生物材料凍干過程熱質(zhì)傳遞的模型,即惰性氣體和水蒸氣在已干層中的連續(xù)方程采用的是分形多孔介質(zhì)中的擴散方程,擴散系數(shù)隨已干層厚度的增加呈指數(shù)下降。為了驗證模型的正確性,以螺旋藻為研究對象,用Jacquin等的方法根據(jù)螺旋藻已干層的顯微照片確定螺旋藻已干層分形維數(shù),用張東暉等人的方法求分形多孔介質(zhì)的譜維數(shù)。模型的求解借助Matlab和Fluent軟件,模擬了螺旋藻的凍干過程。 2.2.3.1分型多孔介質(zhì)中氣體擴散方程的推導通常流體的擴散滿足Fick定律,固相中的擴散也常常沿襲流體擴散過程的處理方法。如果氣體的分子直徑自由程遠大于微孔直徑,則分子對孔壁的碰撞要比分子之間的相互碰撞頻繁得多。其微孔內(nèi)的擴散阻力主要來自分子對孔壁的碰撞,這就是克努森擴散,傳統(tǒng)的凍干模型已干層中水蒸氣和惰性氣體的擴散都是按傳統(tǒng)的歐氏空間的克努森擴散處理的,但對于生物材料已干層中的孔隙一般都具有分形的特征,使氣體在其中的擴散也具有分形的特點,下面從確定已干層分形特征入手,來推導已干層分形多孔介質(zhì)中的氣體擴散方程。 2.2.3.2已干層多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)特性生物材料凍干過程已干層多孔介質(zhì)的結(jié)構(gòu)特性是影響凍干過程傳熱傳質(zhì)的很重要的一個因素。當孔隙具有分形特點時, 多孔介質(zhì)中的熱質(zhì)傳遞不僅與為孔隙率有關(guān), 還與孔隙的大小和排列有關(guān),與孔隙的分形維數(shù)和譜維數(shù)有關(guān)。(1)孔隙率的確定 與計算機所產(chǎn)生的圖像不同,實驗圖噪聲比較大,不便于直接利用軟件對圖像進行數(shù)字處理。在分析圖像之前,需要恰當?shù)靥幚韴D像,目的就是減少噪聲,使圖像主要信息表達更加清楚。利用 Matlab 圖像處理把彩色圖像轉(zhuǎn)換為黑白圖像(二值圖)時,要給出黑與白的分界值, 即像素的顏色閾值,低于閾值的像素定義為白色,代表孔隙,否則為黑色,代表固體物料。轉(zhuǎn)化工具為Mat-lab的im2bw命令。圖2-18為螺旋藻已干層顯微照片,當顏色閾值取0.35時,圖2-18對應(yīng)的二值圖如圖2-19所示,考慮到在顯微鏡下觀測螺旋藻已干層結(jié)構(gòu)時有一定的厚度,固體物料有重疊,為了使處理的圖像更接近實際結(jié)構(gòu),這里閾值取偏小值0.35。在Matlab中二值圖是用1和0的邏輯矩陣存儲的,0為黑, 1為白,且很容易對矩陣進行各種運算。通過統(tǒng)計矩 0和1的數(shù)可得螺旋藻已干層孔隙率為0.83。 (2)分形維數(shù)的確定 多孔介質(zhì)孔隙分形維數(shù)的計算用常規(guī)的盒子法,即用等分的正方形網(wǎng)格覆蓋所讀人的圖像,網(wǎng)格單元的尺度為r。然后檢測每個網(wǎng)格單元中0和1的值,統(tǒng)計標記為1的單元數(shù)N(r)。N(r)和1/r分別取成對數(shù)后,在以lnN(r)為Y軸坐標,以In(l/r)為X軸的坐標上產(chǎn)生一個點,從兩個像素開始,以一個像素為步長逐步增加,對應(yīng)每一個r值,重復上述過程,得到一系列這樣的點,再根據(jù)這些點擬合成一直線,其斜率即為分形維數(shù)。為了減小計算量,取圖2-18—小部分進行計算,選中的小圖對應(yīng)的二值圖2-19所示。按這種方法計算的圖2-20的所示多孔介質(zhì)的分形維數(shù)的結(jié)果見圖2-21,圖中離散點用上述方法得到, 計算中,覆蓋網(wǎng)格分別取5X5~14X14?;貧w直線方程為相關(guān)系數(shù)為0.99628,其斜率即孔隙分形維數(shù)df= l. 722。(3)譜維數(shù)的確定 Anderson等通過分形網(wǎng)格的模擬,得到時間t內(nèi),物質(zhì)粒子所訪問過的不同格子數(shù)Din(t)與譜維數(shù)d存在下述關(guān)系: 根據(jù)此式,就可以計算得到分形結(jié)構(gòu)的譜維數(shù)d。具體過程為從分形結(jié)構(gòu)中某一孔隙格子處發(fā)出一個物質(zhì)粒子,物質(zhì)粒子在分形結(jié)構(gòu)中的孔隙中各自隨機行走,計算時采用近似的螞蟻行走模型。如果行走到的格子以前沒有訪問過,那么就在獨立訪問過的格子數(shù)總和中加1[Din(t)=Din(t)+1]; 如果行走到的格子以前訪問過,那么就在訪問過的格子數(shù)總和中加 1(Null=Null+1);如果行走碰到分形結(jié)構(gòu)的邊界,那么行走終止,再在上面初始處發(fā)出一個物質(zhì)粒子,由于是隨機行走,此粒子的行走軌跡與剛才是不同的,最后對某時刻Din(t)求平均值,得到一組[Din(t),t]對應(yīng)值,取對數(shù)坐標,可以看到兩者是直線關(guān)系,由式(2-91)可知,直線的斜率就是d/2。譜維數(shù)與孔隙分形維數(shù)有很大關(guān)聯(lián),孔隙分形維數(shù)越小,意味著分形結(jié)構(gòu)中孔隙的比例少,相同時間內(nèi),粒子行走越狹窄,重復過的彎路越多,其所經(jīng)過的不同格子數(shù)越少,那么譜維數(shù)也就相應(yīng)小一些。對于孔隙分形維數(shù)相同的分形結(jié)構(gòu),如果孔隙分布排列不一樣,兩者之間的譜維數(shù)值一定也會有差別。從圖2-20分形多孔介質(zhì)中孔隙部分任取一點,依次發(fā)出1000個物質(zhì)粒子,覆蓋網(wǎng)格重40x40,由上面的測定方法統(tǒng)計計算的結(jié)果見圖2-22中的離散點,回歸直線方程為:直線斜率為0.67405,從而可得孔隙的譜維數(shù)d=1.348。 2.2.3.3分型多孔介質(zhì)中的擴散系數(shù)擴散系數(shù)的實質(zhì)是單位時間粒子所傳輸?shù)目臻g,在普通擴散過程中,隨機行走的平均平方距離與時間成正比的關(guān)系:式中,為隨機行走的平均平方距離。在分形多孔介質(zhì)中,由張東暉等人的研究可知,平均平方距離和時間存在指數(shù)關(guān)系,α被稱為與分形布朗運動相關(guān)聯(lián)的行走維數(shù),Orbach等發(fā)現(xiàn)由此也可看到:譜維數(shù)是分形介質(zhì)靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動態(tài)特性的一個中間橋梁。在處理具有分形特征介質(zhì)的擴散系數(shù)時,一般都是在普通的擴散系數(shù)上加上分形特征的修正,由張東暉等人的模擬結(jié)果可知,分形多孔介質(zhì)中的擴散系數(shù)已不是常數(shù),而是隨徑向距離的增大而呈指數(shù)下降:式中,D。為歐氏空間的擴散系數(shù);Ddf為分形結(jié)構(gòu)中的擴散系數(shù);r為擴散的距離;θ為分形指數(shù),與多孔介質(zhì)分形維數(shù)df和譜維數(shù)d有關(guān),由張東暉等人的推導可知θ=2(df-d)/d。這實際表明:在分形結(jié)構(gòu)中隨著擴散徑向距離的增大,擴散變得越來越困難,這是由于分形結(jié)構(gòu)孔隙分布的不均勻性造成的。
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- 2022-07-06 16:53:57冷凍真空包裝袋阻隔性能測試原理機儀器推薦
- 冷凍真空包裝袋被廣泛應(yīng)用,比如:核桃仁、牛肉、羊肉、湯圓、水餃等等。這些我們在超市也是隨處可見的。在生活中,越來越多冷凍食品選擇真空包裝袋包裝,主要目的就是保質(zhì)保鮮。尤其是阻隔性能的檢測(氣體透過量測試與水蒸氣透過量測試),直接關(guān)系到保質(zhì)期。真空包裝袋阻隔性能測試阻隔性是針對對包裝材料關(guān)于某滲透對象滲透能力的評估,其是考量包裝材料的一項重要指標,也是包裝材料必須具備的一種基本功能,尤其是食品對包裝材料阻隔性的要求更高,這類包裝材料需要具有高阻隔性能,以阻止氧氣、水蒸氣、微生物、酸堿腐蝕性溶劑等物質(zhì)的滲入,同時起到防污、防潮的特點,維持包裝內(nèi)部環(huán)境穩(wěn)定,保護內(nèi)容物,從而延長食品的貨架期、保質(zhì)期。測試原理氣體透過量測試:采用壓差法測試原理,將預(yù)先處理好的試樣放置在上下測試腔之間,夾緊。首先對低壓腔(下腔)進行真空處理,然后對整個系統(tǒng)抽真空;當達到規(guī)定的真空度后,關(guān)閉測試下腔,向高壓腔(上腔)充入一定壓力的試驗氣體,并保證在試樣兩側(cè)形成一個恒定的壓差(可調(diào));這樣氣體會在壓差梯度的作用下,由高壓側(cè)向低壓側(cè)滲透,通過對低壓側(cè)內(nèi)壓強的監(jiān)測處理,從而得出所測試樣的各項阻隔性參數(shù)。水蒸氣透過量測試:采用透濕杯稱重法測試原理,在一定的溫度下,使試樣的兩側(cè)形成一特定的濕度差,水蒸氣透過透濕杯中的試樣進入干燥的一側(cè),通過測定透濕杯重量隨時間的變化量,從而求出試樣的水蒸氣透過率等參數(shù)。阻隔性能測試儀推薦:氣體透過量測試:GPT-203壓差法氣體滲透儀基于壓差法的測試原理,是一款專業(yè)用于薄膜試樣的氣體透過率測試儀,適用于塑料薄膜、復合膜、高阻隔材料、片材、金屬箔片在各種溫度下的氣體透過量和氣體透過系數(shù)的測定。水蒸氣透過量測試:WPT-304 水蒸氣透過率測試儀基于杯式法測試原理,是一款專業(yè)用于薄膜試樣的水蒸氣透過率測試儀,適用于塑料薄膜、復合膜等膜、片狀材料與健康、建材領(lǐng)域等多種材料的水蒸氣透過率的測定。通過水蒸氣透過率的測定,達到控制與調(diào)節(jié)材料的技術(shù)指標,滿足產(chǎn)品應(yīng)用的不同需求。濟南賽成儀器一直致力于為大部分國家客戶提供高性價比的整體解決方案,公司的核心宗旨就是持續(xù)創(chuàng)新,打造高精尖檢測儀器,滿足行業(yè)內(nèi)不同客戶的品控需求,期待與行業(yè)內(nèi)的企事業(yè)單位增進交流和合作。賽成儀器,賽出品質(zhì),成就未來!
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