Observation on rapid transient explosive boiling under pulsed-laser heating

Using various kinds of liquids (pure acetone, binary mixtures in various volume fractions of ethanol and acetone) as working liquids, the experiments of rapid transient explosive boiling induced by pulsed-laser irradiation are carried out. The temperature field on a microsecond scale is measured, and the behavior of bubbles is observed and captured by a microscopic camera system. The extreme characteristics that differ from those in normal boiling are clearly revealed. The influence of working liquid species, volume fraction of the mixture, nanoparticles added in the working liquid, and the laser irradiation parameters on the boiling behavior are also studied.     

用人工神经网络定量预测化工基础物性

人工神经网络是人工智能技术的一个分支。本文将人工神经网络技术用于化合物的正常沸点、临界温度和沸点汽化热的定量预测,取得了较好的结果。估算精度好于或相当于文献方法。通过对三种基础物性的试验,表明人工神经网络技术可以用于定量预测,从而为这种技术开辟了一个新的应用领域。     

小型平板热管传热实验研究

研究用于电子器件高效冷却的小型平板热管（简称为热板）的传热机理,提出热板设计方案;采用粉末冶金的方法在热板蒸发的热板蒸发端烧结毛细多孔层,强化了工质的沸腾换热过程;对热板进行了传热稳态和瞬态性能测试,分析工质充装量、毛细多孔层厚度、热板工作方式等因素对热板传热性能的影响。     

Experimental and theoretical study on rapid transient nucleated boiling

A laser heater has been used to impose a pulsed high power laser beam on a metal film inunersed in liquid to generate a very high rate of temperature rise up to 9.3 × 106K/s in the metal film. The rapid transient boiling phenomena have been observed and the temperature variations in the metal film have been measured. Theoretical calculations have been carried out with the fluctuation nucleation theory and the heat conduction theory to compare with the experimental results, and some results are reported.     

微尺度核态沸腾换热的汽泡交互作用实验研究

核态沸腾换热是一种高效的换热形式,沸腾机理的研究对强化传热的研究很重要。实验采用微尺度96加热片阵列,通过独立的控制电路,加热独立的各个加热片,使其维持在恒定温度120℃上。利用高速摄像技术分别从汽泡的底部和侧面对汽泡生长及运动现象进行可视化观测,并用高速数据采集系统同步记录汽泡一个生长期间不同阶段的热流密度。实验首先单独加热每个独立的区域,产生单个汽泡,并分析汽泡脱离频率、脱离直径和热流密度;然后通过加热两个相隔一定位置的加热片区域,使得汽泡长到一定大小后能够碰撞、合并为一个新汽泡并最终脱离。这种汽泡交互作用伴随着汽泡的变形、滑移,显著增加了沸腾换热的热流密度和汽泡脱离频率。通过分析每个加热片的热流密度,得出瞬态导热是沸腾换热的主要机理。     

基于气泡的缸盖水腔沸腾传热仿真研究

从气泡核化条件及沸腾起始点要求出发,提出相变判定条件,从而准确界定沸腾区域. 基于沸腾均相流计算模型框架,建立了沸腾传热数值计算模型,并利用Robinson实验数据对该计算模型的准确性进行了校核. 利用该数值模型对缸盖温度场进行了预测,与实机测温结果进行实验比对,证明新沸腾数值模型计算结果更接近实机测试温度,火力面测点最大误差不超过7%.      

Experimental study on the explisive boiling in saturated liquid nitrogen

Studies on the heat-transfer characteristics of liquid nitrogen (LN2) have received increasing attention. When there is a transient high heatflux input to the LN2, explosive boiling may take place. In this paper, using the high-power short-duration pulsed laser heating method and the high-speed photography technology, the experimental result of explosive boiling in saturated LN2 is illustrated; and the two exclusive characteristics of explosive boiling in LN2: changeover time and the relative long-time adherence of the bubble cluster to the surface, are investigated.     

地面模拟微重力下两相流动沸腾换热的分析

从加热面方向角、流动速率、过冷度、绝对压力等几个方面对地面上模拟微重力下两相流动沸腾换热的条件进行了分析．认为当沸腾试验段入口流动速率、过冷度、绝对压力及外加热流密度等相同时,在流速达到一定值后,如果向上与向下流试验段出口处的温度、压力、含汽率等基本一样,两者换热系数大致相当,且试验段沿程各点壁温无突变、试验段出口含汽率满足保证核态沸腾正常进行所必须的下限等,那么就构成了地面模拟的条件．     

Experimental study on the explosive boiling in saturated liquid nitrogen

Nowadays,thedevelopmentandapplicationofsuperconductionisbecomingmoreandmoreimpor tantinmanyareas .Duringtheworkingprocessofsu perconductor,somefactors ,forinstance ,deforma tion ,friction ,andmagneticvortex ,canresultinin stantaneousandrandomheatimpulsion ,andmakeitover heatedtothecriticaltemperatureanddeviatefromthenormaloperationcondition .Undersomeex tremeconditions ,thesuperconductorcannotgobacktothenormalstateevenifremovingthetransientheat load ,thusverysevereandunexpectableconse quencema…     

无标记生物检测中微悬臂层合梁的纳米热机变形

以无标记生物检测引起的探针挠度为未知量,放弃单向受力假设,建立了在杂交表面应力和热载荷作用下生物探针纳米力学行为的连续介质力学层合梁模型.分别采用线性和均匀温度场模拟了生物探针在生物化学反应中的瞬态和稳态温度分布,从而解释了Fritz有关DNA分子杂交实验中的双金属效应.     

火箭发动机液氢预冷回路非稳态传热特性研究

针对液氢预冷火箭发动机自然循环回路的流动与传热过程,建立了一维非稳态均相模型来研究预冷过程中管路的温降特性.在膜态沸腾阶段引入过渡膜态沸腾,保证了弥散流膜态沸腾向反环状流膜态沸腾的合理过渡.一般流体的膜态沸腾起始壁温T_L大于核态沸腾最高壁温T_(CHF),而氢的T_L小于T_(CHF),使得氢的沸腾曲线不同于其他流体,造成计算时传热与流型转换的不连续,因此考虑以T_(CHF)作为膜态沸腾起始壁温,以T_L作为核态沸腾最高壁温,通过增加过渡沸腾区来确保计算顺利进行.计算发现:预冷过程中,回路管壁温沿流动方向表现出从高到低的逆向分布规律,最高壁温点位于反环状流向弥散流过渡区间处,最高壁温点位置随时间逐渐向下游推进.     

COREX竖炉物料运动流型及瞬态特性的离散元模拟

基于离散单元数值计算方法,建立COREX竖炉内物料颗粒尺度运动行为的数学模型,研究炉内物料运动流型及其瞬态特性,特别是颗粒的瞬态速度和瞬态应力分布.模拟结果表明:COREX竖炉内存在三种类型的流动区域:活塞流区、准停滞区以及沟流区.炉内颗粒的瞬态速度分布表明炉内存在两种类型的速度波:装料过程引发的向下传播的速度波和底部排料引发的向上传播的速度波.COREX竖炉内颗粒法向应力随时间的变化较小,竖炉底部导流锥顶部存在较强的应力区,而无导流锥竖炉底部中心存在较强应力区,沟流区的应力较弱.     

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。     

直链烷烃的沸点与其分子结构之间的精确定量关系

根据分子结构的特点，用拓扑方法探讨了直链烷烃的沸点与分子结构之间的定量关系，提出能够精确计算直链境烃沸点的公式Tb＝1053．34-943．14exp（-0．2184WK2／3）－36.33th（0．01932P3）。对甲烷到一百烷（C1～C100）的计算结果表明，沸点的计算值都很接近实验值，平均误差仅0．075％，计算精度显著优于文献方法，     

空气中悬浮金属微粒子的燃烧特性

为了揭示悬浮于空气中的金属微粒子的燃烧特性,基于金属的燃烧热、升温及相变过程的热焓,定义用以预测金属燃烧反应相态的两个比例系数Rmp和Rbp,并对一些常用金属的燃烧相态进行了分析预测.另一方面,利用装有光学扩大装置的高速摄像仪对典型金属的铝粒子和铁粒子悬浮在空气中的燃烧现象行进行实验研究,同时用扫描电镜对它们燃烧前后粒子的形态和粒径进行观察分析.实验结果表明：熔点及沸点不同的轻、重金属粒子在空气中的燃烧特性绝然不同,由实验验证得到的铁和铝微粒子的燃烧反应相态与理论预测结果一致.     

影响硬糖感官品质的关键因素

主要研究了影响硬糖感官品质的关键因素．分析果葡糖浆、柠檬酸的添加量以及熬制温度、熬制时间对硬糖品质的影响,结果表明：对硬糖感官品质影响程度由大到小依次为：熬制温度、熬制时间、果葡糖浆添加量、柠檬酸的添加量．随着熬制温度的增加,硬度呈增大趋势,脆性先增大后趋于平稳,感官评价分值先增大后减小;随着熬制时间的增加,硬度和脆性都呈增大趋势,感官评价分值呈下降趋势;随着果葡糖浆添加量的增大,硬度及脆性都呈下降趋势,感官评价结果先增大后减小;随着柠檬酸添加量的增大,硬度、脆性和感官评价分值都呈先增大后减小的趋势,并且前两者变化趋势相同．熬制温度为155℃、熬制时间为5min、果葡糖浆和柠檬酸的添加量分别为10％和0．50％时,硬糖的感官品质较好．     

电热再生法脱附高沸点有机溶剂的研究

运用电热再生法研究吸附了不同沸点、不同分子量的挥发性有机溶剂(VOCs)异辛烷、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、甲基丙烯酸正丁酯的活性炭纤维的再生效果,考察了再生温度对活性炭纤维再生效率的影响.结果表明:再生温度低于VOCs沸点时,VOCs在活性炭纤维中难被脱附;相同再生条件下,长链状分子结构VOCs气体比较难从活性炭纤维中脱附出来;当再生温度高于200℃时,活性炭纤维吸附性能随再生次数增多而明显下降.     

通风盘式制动器热机耦合理论建模与分析

针对制动盘内外侧壁厚不等的通风盘式制动器,基于实测制动副摩擦系数一相对速度试验数据,建立了3维瞬态热-机耦合理论模型及有限元模型,分析了紧急制动工况下制动盘瞬态温度场和法向应力场在径向、周向和法向的分布特征,以及制动盘侧面热弹性变形和厚薄差变化规律.在台架试验中利用热电偶和非接触式位移计测量了制动盘表面温度和热弹性变形,仿真计算结果与试验结果具有良好的一致性,研究结果表明:制动盘瞬态温度、法向应力、热弹性变形之间存在复杂的耦合关系,这主要是由于制动盘通风槽和内、外侧壁厚不等的结构特点以及摩擦、热、机械的相互作用所致.     

汽泡周围温度场的观测

本文利用光测技术的新发展，针对流动核态沸腾中汽泡温度场观测的一系列难点．提出了解决的力案，并成功地观测厂汽泡温度场，这为研究性态流动沸腾的机理打下了基础．     

表面活性剂水溶液池核沸腾换热试验

在对3种表面活性剂SDS,Triton X-100和Triton X-114进行热重分析试验和对其溶液进行热稳定性试验的基础上,对3种表面活性剂的不同浓度溶液在常压下进行了池内核态沸腾换热试验,并对汽泡行为进行可视化观察.结果表明,200℃以内,3种表面活性剂的热稳定性好,3种表面活性剂溶液持续沸腾4 d而其表面活性基本不变.和水相比,表面活性剂强化池内核态沸腾换热的最佳浓度为临界胶束浓度(CMC);不同种类表面活性剂强化换热程度不同,它们与表面活性剂的溶解特性、离子类型和化学结构有关;溶液沸腾时,沸腾汽泡的脱离直径变小,脱离频率变快和更不易聚集,但非离子表面活性Triton X-100和Triton X-114由于存在浊点其沸腾溶液变浑浊.