作者：赵怀北; 王忠; 刘帅; 李瑞娜; 冯渊柴油机排气颗粒力学特征颗粒形貌
摘要：采用Hamaker等理论模型计算分析了理想状态下颗粒-颗粒间的作用力;采用原子力显微镜以及透射电子显微镜试验的方法,考察了干燥环境下（相对湿度RH≤20%）排气颗粒间总的吸引力、黏附力以及黏附能,探究了排气颗粒粒径对粒子间作用力及颗粒形貌的影响关系.结果表明：颗粒粒径由25 nm增加到45 nm过程中,单颗粒之间的范德华力增加4.6倍,静电力增大9.9倍,相比范德华力,静电力较小.颗粒间黏附力与黏附能均增加了1.8倍.通过AFM试验,对平均粒径分别为30,37,46 nm的团簇颗粒进行测量,发现随着粒径增大,颗粒间总的吸引力Fat逐渐增大,为1.04~1.38 n N,范德华力Fvdw是Fat中的主要作用力,库仑力较小.吸引力F^ad与黏附能W^ad随着颗粒粒径增大而增加,Fat由3.21 nN增大到3.75 nN,增大约16.8%,Wad由2.03×10^-16 J增大到2.20×10^-16 J,增大约8.4%,Fad与W^ad的增大充分反映了颗粒间的黏附性增强,颗粒间能量势垒增大,团簇颗粒间更为稳定.随着颗粒平均粒径的增大,导致了颗粒间吸引力、黏附力及黏附能增大,颗粒逐渐团聚,由枝状向簇状转变,逐渐呈山峰状堆积,颗粒致密度、团簇大小均增大,说明颗粒间作用力的变化与颗粒形貌之间存在一定的影响关系.
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