圆柱形金属橡胶构件过滤性能研究

论文摘要

金属橡胶材料过滤性能研究是金属橡胶技术研究领域的一个新的方向。由于金属橡胶材料具有工作温度范围大、耐腐蚀、抗冲击、孔径和孔隙可控、渗透性好、比表面积大和结构具有可设计性等特点,所以可在现代过滤器中作为滤材使用,在航空航天、国防等特殊领域中也具有其它材料无法比拟的优良性能。本文揭示了金属橡胶材料的过滤性能,对金属橡胶材料过滤特性进行了深入的理论和试验研究。分析了表征金属橡胶多孔材料孔隙特征的基本参数,试验研究了金属橡胶多孔材料孔隙的分布规律,并在此基础上推导出金属橡胶多孔材料最大孔径计算公式,试验分析了孔隙度、试件厚度和金属丝直径对金属橡胶多孔过滤材料最大孔径影响规律。并且通过试验验证了理论公式的正确性。在充分分析金属橡胶试件的形变原因及其受力分析的基础上,推导出了金属橡胶试件压缩后孔隙度的计算公式,并得到了流体动压对试件产生压缩形变的判据。推导出金属橡胶多孔过滤材料的雷诺数和沿程压力损失表达式,以这两个参数为基础进行了理论分析,并与试验相结合,推导出清洁流体流过金属橡胶过滤介质时压力损失表达式。揭示了金属橡胶多孔过滤材料的过滤机理。借助于高性能过滤试验机进行的大量多次通过性试验、组合试验和对比性试验,对金属橡胶过滤材料的基本过滤性能进行了深入的试验研究,分析了金属橡胶结构参数及试验液流量对过滤性能的影响,获得了结构参数和试验液流量对过滤性能的影响规律。研究结果对进一步工程应用具有重要参考价值。本论文研究内容是国家自然科学基金项目“金属橡胶构件内部微观组织结构对其性能影响的机理及其应用基础研究”(项目号:50675042)的一部分。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义
• 1.2 多孔过滤介质概述
• 1.2.1 过滤介质的分类
• 1.2.2 常规多孔过滤介质
• 1.3 金属橡胶材料发展概述
• 1.4 金属橡胶过滤器研究进展
• 1.5 本课题研究的主要内容
• 第2章 金属橡胶材料孔隙特性研究
• 2.1 金属橡胶材料孔隙度的测量
• 2.2 金属橡胶材料平均孔隙直径
• 2.3 金属橡胶材料孔径分布特性
• 2.3.1 多孔材料孔径分布测量方法
• 2.3.2 多孔材料孔径分布试验研究
• 2.4 金属橡胶材料最大孔隙直径
• 2.4.1 金属橡胶材料最大孔隙直径理论推导
• 2.4.2 金属橡胶材料最大孔隙直径试验
• 2.5 本章小结
• 第3章 金属橡胶多孔过滤材料流体动压特性
• 3.1 流体动压对金属橡胶多孔过滤材料的压缩特性
• 3.2 金属橡胶过滤材料压力损失特性
• 3.2.1 金属橡胶过滤介质雷诺数Re的推导
• 3.2.2 金属橡胶过滤介质沿程阻力系数λ的推导
• 3.2.3 试验装置及方法
• 3.2.4 试验结果及讨论
• 3.3 本章小结
• 第4章 金属橡胶过滤性能试验研究
• 4.1 金属橡胶过滤材料的过滤机理
• 4.1.1 筛分机理
• 4.1.2 惯性碰撞机理
• 4.1.3 吸附机理
• 4.1.4 重力沉积机理
• 4.2 多次通过试验试验装置及原理
• 4.2.1 多次通过试验回路及其工作原理
• 4.2.2 试验用试件
• 4.3 多次通过试验方案
• 4.3.1 圆柱形金属橡胶试件过滤性能研究
• 4.3.2 圆柱形金属橡胶试件组合后过滤性能研究
• 4.4 圆柱形金属橡胶过滤性能试验分析
• 4.4.1 结构参数对过滤性能的影响
• 4.4.2 流量对过滤性能影响
• 4.4.3 不同孔隙度试件组合对过滤性能影响
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 个人简历