● 摘要
粉煤灰滤膜是一种新型的无机膜，原料颗粒堆积形态是影响膜结构的主要因素。本文通过对堆积体系中单个颗粒的真实受力状况进行分析，建立了粉煤灰滤膜成膜过程中颗粒堆积的仿真模型。模型通过分析原料颗粒的粒径分布规律，生成了与原料粒径分布基本一致的模拟堆积体系，并建立了详尽的颗粒走向规则以确定颗粒最终的平衡位置。模型利用粘性系数和颈联度分别控制体系中颗粒之间的粘连情况与烧结后所表现出来的颗粒交界情况。通过对微分切片法获得的截面图象进行分析表明，生成的模拟堆积体系在结构上表现出良好的均一性，与真实堆积体系在形态上具有很好的近似度。 本文通过在模拟堆积体系的孔隙中进行球体填充，对其结构进行了初步表征。通过对填充球体粒径的统计分析，获得了模拟堆积体系孔径分布的相关信息。在此基础上，以平均粒度为8.83µm的原料为研究对象，在粘结剂含量分别为1%和1.5%的条件下对产品在烧结前后的孔隙率进行了测定，并对此条件下模型中相应的控制参数进行了调整。在粘结剂含量为1%的条件下，当粘连概率为0.145，颈联度为0.240时，模拟堆积体系在烧结前后的孔隙率分别为40.71%与34.22%，对应的实测值分别为40.62%和34.60%。调整后的模型可以对相应条件下的产品的结构进行预测，从而为产品的制备、性能的调节与评估提供理论依据。