Study of rapid transient explosive boiling under short-pulsed laser heating

Using acetone, ethanol, water and acetone-water mixture as test liquids, the rapid transient explosive boiling (RTEB) taking place under short-pulsed laser heating is observed in experiment. The behaviors of temperature variation are investigated via transient temperature measurement. The vapor bubble behaviors of RTEB are captured by high-speed photography, and the difference between RTEB and normal boiling is analyzed. The boiling heat transfer of RTEB is also discussed. It shows that the character of RTEB is far different from normal boiling.     

液体的热压力系数与正常沸点下的摩尔体积

根据改良的对应状态原理，建立了一个新的液体热压力系数计算公式，可适用于从三相点到临界点的宽阔温度范围。式中只有一个仅与分子大小有关的特性参数，该参数与正常沸点下液体摩尔体积有很好的线性关系。对４２种液体热压力系数预测结果表明，计算值与实验值的平均相对误差约为±１．７％。     

重力热管平板集热器中的热管工质的选择——重力热管太阳能平板集热器之一

首先,根据太阳能平板集热器的要求,提出了重力热管工质的选择原则;第一是与钢管的相容性;第二是传热性能好;第三是容易沸腾。其次对水、氨、丙酮、甲醇、乙醇、庚烷、戊烷、氟利昂—11及氟利昂—12等工质进行了计算分析。在计算分析的基础上,我们选择了五种典型的工质——水、氨、丙酮、甲醇及氟利昂—12,进行了热管性能的实验研究,得到了热管的总传热系数、起动热流与急剧沸腾起始热流。计算分析与实验结果皆表明:理想的重力热管太阳能平板集热器中的热管工质,首先是氨、其次是氟利昂—12与丙酮。但从实用角度来看,氟利昂—12与丙酮是比较理想的工质。     

Boiling heat transfer with acoustic cavitation

The effects of acoustic cavitation and nanometer granule on boiling heat transfer of horizontal circular copper tube are investigated experimentally and theoretically using acetone as the working fluid according to the boiling procedure. The results show that heat transfer can be enhanced or weakened by generation of the cavitation bubble or addition of the nanometer granules, respectively. The mechanisms of the effects are analyzed.     

常压下有机混合物的分离提纯及沸点测定

通过常压下简单蒸馏与分馏的实验研究，阐明双组分体系中温度平台与组分含量、沸点差值之间的关系，得出结论：分离和提纯有机物时，对于组分纯度不高或沸点较为接近的液体混合物，采用分馏方法可测出各组分的温度平台及沸点；若采用简单蒸馏方法，则不会出现明显的温度平台，只有高纯度液态化合物才能测出其沸点；蒸馏方法适用于沸点相差较大的液体混合物的分离。     

微波条件下抽提煤的实验研究

在微波辅助下,以神府煤为研究对象,四氢呋喃、乙醇、甲醇为溶剂,考察了抽提温度、时间、溶剂量及煤粒度对抽提率的影响,结果显示:上述3种沸点不同的溶剂抽提率达到其最佳值所需要的溶剂量及煤粒度相差不大但抽提温度有所不同;同时探讨了以四氢呋喃、丙酮、N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,对不同变质程度煤的微波辅助抽提效果,结果是变质程度相似的煤在相同抽提条件下抽提率不同。运用红外光谱现代分析技术,对神府脱灰煤和溶剂抽提后的残煤进行结构对比分析,结果表明抽提并没有破坏煤的大分子结构。     

基于光电流模型的液体介质太赫兹辐射的理论研究

目的 超快激光作用液体介质相较于与气态、固态介质可产生更高能量的太赫兹波,相关研究工作在实验方面已相对完善,而理论方面缺少完整解释过程,运用逐步建立瞬态光电流模型的进程详尽论述其物理机制,并通过此模型研究水、丙酮等4种溶液在不同参数条件下对太赫兹的转化效率。方法 以水分子为例,在传统光电流模型的基础上,基于其电离原理构建三能级系统,通过水分子电离势确定电离弛豫时间,并联立分子驰豫时间与三阶非线性极化率来确定水分子电离率及电流强度,进而构建完整的液态溶液瞬态光电流模型,并运用该模型在两束800 nm高斯光场下,研究了在水与丙酮等4种液体中不同激光参数对太赫兹辐射能量的影响。结果 电场强度越强,导致的分子电离率越高,对应的太赫兹转换效率也越高,并且在特定的激光强度下,最强太赫兹辐射能量对应一个最佳脉宽及脉冲延迟,处于亚皮秒量级,此外,进一步对比了水和丙酮溶液中,太赫兹辐射的能量差异和时频谱特征,结果表明丙酮辐射产率始终最高。结论 在液体介质中,太赫兹辐射的能量受介质电离势、吸收系数、分子密度等多方面影响,这也同样说明和验证了丙酮综合性能参数优于水、重水和乙醇。利用光电流模型研究不同液态中太...     

固-液接触角对池内核态沸腾换热特性的影响

摘要： 在考虑固-液接触角影响的半理论沸腾换热模型的基础上,将沸腾换热特性表达为过热度、固-液接触角和物性参数的函数;通过图解法推导出考虑固-液接触角影响的沸腾换热特性的预测关系式;利用无壁面毛细力影响的平坦金属表面或金属表面镀膜加热面在不同饱和压力条件下的饱和水实验数据,获得了适用于不同饱和压力和     

溴化N-乙基吡啶制备和溶解性的研究

实验用溴代N-乙烷和吡啶合成了溴化N-乙基吡啶离子液体中间体,优化了实验条件,使产率有了很大提高,并且经过重结晶,提高了产品纯度。用红外光谱对其结构进行表征,根据峰的位置确定了产物的官能团,表明合成了目标产物。测定了溴化N-乙基吡啶在乙醇、乙腈和水中的紫外光谱,实验结果表明,溶剂的极性和酸碱性均对溴化N-正乙基吡啶的紫外吸收光谱产生影响。用熔点测定仪测定了溴化N-乙基吡啶的熔点为145℃。测定了溴化N-乙基吡啶在不同溶剂中的溶解性,溴化N-乙基吡啶在乙腈、乙醇、甲醇、水和三氯甲烷中有良好的溶解性;在乙醚、乙酸乙酯、丙酮、四氯化碳和环己烷中均不溶或者难溶。     

竖直套管内自然对流沸腾最大热通量的研究

采用管内汽液均相流模型，对竖直套管内的自然对流沸腾最大热通量（ＣＨＦ）进行理论解析并提出了简化的理论计算公式．理论公式与各类实验公式比较指出了这些公式的共同缺陷和相互间不能统一的原因．理论式和本实验及其他文献的套管，长方形通道的最大热通量实验数据进行了比较，在流路狭长的情况时两者相当吻合．     

Negative wake behind bubbles in non-newtonian liquids

GAS bubbles rising by gravity in non-newtonian elastic liquids(1-4) are different to gas bubbles in viscous newtonian fluids in at least two ways. First, the bubbles in the non-newtonian liquids often have a peculiar tip at the rear pole, and second, the terminal rise velocity versus volume curve often has a discontinuity at a certain 'critical' volume. To investigate this unusual flow situation further we have used laser-Doppler anemometry(5) to measure the liquid velocity in the wake behind air bubbles in a non-newtonian liquid. The measurements described here reveal the unexpected result that the liquid velocity behind the bubbles is in the downwards direction away from the rising bubbles (the velocities are referred to an observer at rest with respect to the liquid far from the bubbles). Thus the liquid velocity is opposite to the velocity in the usual wake behind objects moving in viscous newtonian fluids and we have called the phenomenon 'negative wake'.     

SEVERAL HEAT TRANSFER ENHANCEMENT AND ENERGY CONSERVATION TECHNIQUES EFFECTIVELY USED IN INDUSTRY

本文介绍了５种在工业上行之有效的强化传热与节能技术：粘性液体的传热强化;新型壳程折流板;花瓣形翅片管强化冷凝;Ｔ－形翅片管强化沸腾传热;错齿圆翅片管强化苯酐凝华过程．同时,对以上５种技术的研究思路及工业应用效果进行了分析．     

固体颗粒强化液体沸腾换热和抗垢特性的研究

在加热面上添加一定量的固体颗粒，可以使沸滕换热强化，本文在毫米级和纳米级颗粒直径范围内，对添加固体颗粒后的 体泡状沸腾换热和抗垢特性进行了系统的实验研究，对其强化换热机理进行了理论分析，实验结果表明，沸腾换热强化效果与固体颗粒直径，初始颗粒层高度以及沸腾热流密度有关，流化颗粒具有较好的抗垢作用，根据“类汽泡运动”所建立的流化颗粒强化沸腾换热的容积对流模型，可以较好地反映流化颗粒强化沸腾换热的物理机制，模型的计算结果与实验值吻合较好。     

离子液体在超疏水银膜表面的电润湿性能

利用银镜反应在玻璃基底上制备了粗糙银膜,组装烷基硫醇后得到超疏水银膜.研究了［Emim］［BF4］、［Bmim］［BF4］、［Hmim］［BF4］、［Hmim］［Br］和［Hmim］［OTf］等一系列离子液体和不同浓度KCl水溶液在超疏水银膜表面的电润湿性能,分析了离子液体中离子体积、离子液体液滴大小,以及超疏水表面组装层的分子结构对其电润湿性能的影响.结果表明,离子液体的电润湿性能与离子体积和电荷偏离有关,与液滴体积无关,相似电导率的离子液体与KCl水溶液具有相似的电润湿性.     

纳米颗粒悬浮液池内泡状沸腾机理

研究了添加不同性质、不同体积浓度的纳米颗粒后对液体池内泡状沸腾换热的影响和相应的物理机制,并对3种不同体积浓度的Fe及A l2O3纳米流体进行了池内沸腾的实验研究.分析表明:纳米颗粒的加入,将增加液体的有效导热系数和粘度,降低基液的表面张力;另一方面,由于部分纳米颗粒会在加热表面形成沉积,改变了加热表面活化凹坑的尺度及分布,从而对成核和气泡成长过程产生影响.因此,纳米流体池内泡状沸腾传热强化与否,是多种因素综合作用的结果.实验结果证实了上述分析.根据“对流汽化”模型给出了去离子水与体积分数为2?纳米流体沸腾换热关系式,与实验值符合较好.     

利用激光测量气体微小扩散量的研究

在油压系统中,存在于工作液体中的气泡、压力的变化特别是突然的变化等有时会导致系统不能继续正常地运转,甚至产生破坏.气体与液体之间的扩散是使得液体中的气泡生长及压力变化的主要物理现象.因此有必要研究气体—液体之间的扩散特性.提出了一种使用激光干涉法和U型管相结合,对气体体积的非常微小的变化进行测量的方法.对于气体—液体,气体—液体—橡胶组成的体系的扩散量分别进行了测量.为了验证此种方法的精确程度,推导出了从理论上计算气体扩散的计算方法.测量结果与计算值都能很好地吻合.实验结果上验证了橡胶层的存在对气体的扩散量将会产生一定的影响.     

含油纳米制冷剂沸腾中气相与液相之间球形纳米颗粒的迁移特性

为了评估纳米制冷剂的沸腾传热效果以及球形纳米颗粒在制冷系统中的循环能力,采用称重法实验研究了纳米制冷剂沸腾中气/液相间球形纳米颗粒的迁移特性,重点考察球形纳米颗粒种类和粒径、制冷剂种类、润滑油浓度、热流密度和初始液位高度对球形纳米颗粒迁移特性的影响.结果表明： 球形纳米颗粒迁移率随球形纳米颗粒密度或粒径的减小而增大;制冷剂的动力学黏度越小、密度越大,其在完全蒸发时的球形纳米颗粒的迁移率越大;球形纳米颗粒的迁移率随润滑油浓度的增大而减小,随热流密度的增大而减小,随初始液位高度的增加而增大.     

液体空化对沸腾传热影响的实验及机理研究

从液体空化和沸腾机理的角度出发，阐述了两者的关系，揭示了液体空化强化沸腾传热的机理，并成功地解释了声空化对水平圆管沸腾传热的影响，结果表明，空化和沸腾是从两个不同的角度对液体强度施加破坏的，标准状态下的空泡半径维持在微米量级以下，沸腾传热是否受到声空化的强化，取决于声空化是否给传热表面提供了核化汽泡胚胎。     

绿色离子液体介质中有序分子聚集体构建

 离子液体具有很多物理、化学特性且环境友好,被广泛应用于化学、化工、材料、生物、环境等领域。评述了非质子化离子液体、质子化离子液体等作为绿色介质在构建胶束、溶致液晶、囊泡、微乳液和乳状液等有序分子聚集体方面的研究进展。简述了两亲分子和有序分子聚集体的基本概念、分类及发展,对各种离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂及聚合物类表面活性剂在非质子化离子液体、质子化离子液体及水溶液中自组装有序分子聚集体的类型、结构、影响因素、驱动力、机制等进行对比分析,并对其应用领域和研究趋势进行展望。