含表面活性剂液膜的去湿特性

针对存在壁面滑移的含非溶性表面活性剂液膜在固体表面的去湿过程,应用基于润滑理论建立的液膜厚度及表面活性剂浓度的演化方程组,采用PDECOL程序对液膜演化历程进行了数值模拟,并分析了各特征参数对去湿特性的影响.结果表明,Marangoni效应对垂直方向上液膜厚度的变化影响微弱,液膜厚度的变化由分离压及毛细力所主导;Marangoni数对最终形成的去湿结构的影响并不显著,减小毛细力数则有助于抑制去湿过程的发展;增大滑移系数可以加速去湿进程,而最终形成的去湿结构明显缩小;增大平衡液膜厚度,液膜表面变形程度减小,液膜厚度逐渐趋于平稳.     

Marangoni效应与降膜传递过程

Marangoni效应在降膜传热、传质过程中广泛存在，并对这些过程有着显著影响。人们对Marangoni效应进行过大量的理论和实验研究。初步总结了近年来关于Marangoni效应的研究工作，并对其中的热点问题进行分析，进而展望了未来关于Marangoni效应的研究趋势。     

液封层Marangoni数对液桥内热毛细对流的影响

建立了具有液封的液桥(不相溶混的双层同轴液柱)内的Marangoni对流的物理模型和数学模型.采用涡量-流函数法用有限差分格式对微重力条件下具有液封的液桥内Marangoni对流进行了数值模拟,得到了双层液柱主流区的温度场和流场,找出了液封层流体Ma数对具有液封的液桥内的Marangoni对流的作用规律.     

Instability of liquid film flowing down a linearly heated plate

The full-scale linear stability equations for a liquid film flowing down a linearly heated inclined plate are derived from the N-S equations, and the stability characters of both temporal and spatial modes are computed by using Chebyshev spectral collocation method. The effects of Weber numbers and Marangoni numbers on growth rate, marginal curve, critical Reynolds number, etc. Are investigated. An explicit dispersion relation under long-wave approximation, which is in exact agreement with Miladinova's one, is obtained and the limits of long-wave approximation are discussed.     

平面蒸发薄液膜的稳定性分析

固体表面上形成的蒸发薄液膜，对微细空间内的传热有重要强化作用。论文对平面蒸发薄液膜的传热传质过程建立了物理模型，从汽－液界面上的边界条件得到无量纲液膜厚度随时间变化的发展方程。还探讨了液膜的稳定性特性。这种稳定性特性对热边界条件不敏感，但对工质扩散常数、界面温度梯度（Marangoni效应）的依赖较大。     

界面湍动对湿壁塔液相传质系数的影响

选用乙醚的低浓度水溶液为研究对象，在湿壁塔中液相层流流动状态下，考察乙醚解吸过程中传质系数与Marangoni数之间的变化．实验结果表明当平行于界面的表面张力差超过临界值后，Marangoni界面湍动效应将发生，随之导致传质系数较之只依赖扩散传质时增大，并且传质效果的强化程度同Marangoni界面湍动的强度有关．进一步的实验数据拟合结果表明传质增强因子F同Ma数之间符合幂函数关系，结果有助于利用Marangoni界面湍动增强传质效果．     

流体动力粘度对液封液桥内Marangoni对流的影响

建立了具有液封的液桥(不相溶混的双层同轴液柱)内的Marangoni对流的物理模型和数学模型.采用涡量-流函数法用有限差分格式对微重力条件下具有液封的液桥内Marangoni对流进行了数值模拟,得到了双层液柱主流区的温度场和流场,找出了内、外层流体动力粘度之比对双层同轴液柱内的热毛细对流的作用规律.     

Secondary instabilities of linearly heated falling films

Secondary instabilities of linearly heated failing films are studied through three steps. Firstly, the analysis of the primary linear instability on Miladinova's long wave equation of the linearly heated film is performed. Secondly, the similar Landau equation is derived through weak nonlinear theory, and a two-dimensional nonlinear saturation solution of primary instability is obtained within the weak nonlinear domain. Thirdly, the secondary (three-dimensional) instability of the two-dimensional wave is studied by the Floquet theorem.Our secondary instability analysis shows that the Marangoni number has destabilization effect on the secondary instability.     

存在温度梯度的竖直壁面Marangoni 凝结换热特性研究

对水-酒精混合蒸气在表面存在温度梯度的竖直壁面上的Marangoni凝结换热特性进行了实验研究,并观测了混合蒸气的凝结形态.实验结果表明:凝结表面不同位置的换热系数不同,温度梯度大的位置凝结换热系数较大;当酒精蒸气的质量分数wv=0.5%,1%时,凝结换热系数随过冷度单调减小;当wv≥2%时,凝结换热系数与过冷度的关系为含有最大值的非线性特性关系;在相同条件下,wv=1%时的凝结换热系数最高,wv=0.5%时的次之,wv≥2%以后,凝结换热系数随酒精含量的升高而减小.与仅由浓度梯度引起的Marangoni凝结相比,本实验中由浓度梯度和温度梯度共同驱动的凝结换热更强.初步的理论分析也表明,凝结表面上的浓度梯度和温度梯度共同作用使水-酒精凝结液表面的表面张力梯度增大,Marangoni对流加强,凝结换热进一步强化.     

有限厚度的Marangoni对流边界层问题的解析近似解

讨论了由不同温度介质的界面张力梯度而诱导的有限厚度Marangoni对流的边界层问题.假设界面张力是温度的平方函数,下表面保持恒温,上表面的温度是水平距离的线性函数.通过坐标变换和巧妙引入小参数对速度和温度边界层控制方程组摄动渐进展开,得到了问题的解析近似解.研究了Marangoni数和Prandtl数对速度、温度边界层的影响,对相应的流动特性进行了探讨.     

液晶高分子智能调光玻璃研究进展

文章介绍了聚合物稳定液晶(polymer stabilized liquid crystal,简称PSLC)和聚合物分散液晶(polymer-dispersed liquid crystal,简称PDLC)的研究现状,包括聚合电场频率、不同单体配比、聚合网络的锚定作用、单体浓度、聚合电场波形、单体BAB6和手性剂含量对聚合物稳定胆甾相液晶光电性能的影响和不同醇、表面活性剂、阻聚剂、紫外光固化时间、纳米掺杂、液晶含量和引发剂含量、聚氨酯基对聚合物分散液晶电光特性的影响.通过研究液晶单体浓度、PI膜厚度、二色性染料浓度和二色性染料的种类对PSLC器件光电性能的影响,表明液晶单体浓度为3%、PI膜厚度为80nm、二色性染料浓度为0.6%时, PSLC器件的光电性能最好.基于聚合物稳定液晶的智能调光玻璃在车窗玻璃,家居玻璃窗等方面有着良好的应用前景.     

竖直平板表面流动液膜厚度的实验研究

液膜厚度是研究液膜流动特性的重要参数,为了得到液膜流动过程中厚度的变化规律,对竖直平板表面上由重力驱动的水膜流动进行实验测量。自主设计并搭建降液膜流动实验台,利用电容式液膜测厚仪统计分析层流流动,距离入口25cm处的流动液膜厚度随时间的演化状况。实验结果表明：在时间域上,观测点的液膜厚度值不断发生变化。Re=297时,0至70 s内的流动液膜的波动性平稳,厚度平均值接近168.5um 。Re=462与Re=627时,在0至40 s时间段内波动较强烈,40至70 s的液膜流动趋于平稳状态。Re=814时,所测时间段0-70 s,液膜波动较剧烈,波动幅度增大。液膜厚度与雷诺数呈正线性相关关系。当Re=814时,每个时间点的液膜厚度在360um以上,高于其他三种不同雷诺数时的液膜厚度。高雷诺数时液膜的波动状况更加剧烈,减小雷诺数有利于形成光滑的液膜。从侧面体现出流动液膜具有不稳定性。     

水平平板上蒸发液滴内部流动的数值研究

提出了水平平板上自然蒸发的挥发性液体液滴，在传热产生的表面张力梯度作用下 液滴内部二维轴对称流动的简化数学模型。导出了控制液滴内部流动的参数是比渥数Ｂｉ 和马拉哥尼数Ｍａ。并用涡量－流函数数值计算方法求解了液滴内部流动的流场和温 度分布。发现随着Ｂｉ数和Ｍａ数的不断增大，液滴内部流动将由一致方向的回转流 动分化为多个细胞流结构，本文还对产生细胞流结构的机理、条件和特点作了详尽分 析。     

表面蒸发对环形液池内稳态热毛细对流的影响

为了解表面蒸发对环形液池内热毛细对流的影响,对4℃冷水在其纯蒸汽环境中蒸发时的热毛细对流进行了数值模拟。结果表明,表面蒸发质量通量与液池内热毛细对流相互耦合,随着蒸发Biot数的增加,表面温度降低,热壁附近蒸发质量通量增大,但冷壁附近蒸发质量通量与Marangoni数密切相关;当Marangoni数较小时,蒸发界面无因次总蒸发质量随蒸发Biot数的增加而增大,当Marangoni数较大时,总蒸发质量随蒸发Biot数先增大、后减小;随着液池深宽比和半径比的增加,流动增强,总蒸发质量也增加。     

细长坩埚内分离结晶过程中熔体流型的转变

在微重力条件下,采用有限差分法对细长坩埚（无因次高径比A取2）内分离结晶生长CdZnTe晶体过程中的熔体热毛细对流进行了三维数值模拟。选取狭缝宽度B为0.1、0.075及0.05,考虑熔体顶部为固壁边界条件,得到了分离结晶过程中熔体热毛细对流的速度和温度分布,着重分析了熔体内部流型的转变过程。结果表明：当Marangoni数较小时,在下自由表面的表面张力作用下,熔体内部会产生顺时针方向的流胞,熔体的流动为稳态且流动较弱,但随着Ma数的增大,熔体的流动范围逐渐增大并且强度不断增强,熔体内部温度的非线性分布逐渐加剧;当Marangoni数超过某一临界值后,熔体内部的流动将由稳态转变为非稳态。     

箭型排布的矩形微槽平板上液膜流动特性

光滑平板降膜受表面张力和接触角的影响易收缩成溪流,导致传热表面出现干斑,为解决这一问题,提出箭型排布的矩形微槽平板。通过可靠的computational fluid dynamics（CFD）计算模拟两相流理论,建立三维非稳态平板降膜数学模型,研究了箭型排布的矩形微槽平板上的液膜流动特性,并探究了微槽宽度、深度及箭型夹角对液膜在平板上铺展效果的影响。结果表明：箭型排布的矩形微槽可有效增大液膜在平板横向的铺展面积,使液膜润湿面积增大,减少平板表面干斑;在120°箭型结构下,矩形微槽最优参数为宽0.5 mm,深0.3 mm,此时可将比湿面积由光板表面的62%~89%提高到84%~94%;低雷诺数时,120°箭型结构对液膜横向铺展引导效果显著,雷诺数增大时,90°箭型结构引导效果更好。     

竖壁下降液膜受热流动的不稳定性分析

利用液膜自由表面的温度随波动变化的关系,从理论上分析了饱和液膜在竖壁上受热流动因温度不均而存在表面张力波动的流动不稳定性,讨论了波数,雷诺数,壁面和液膜温差的影响。     

微重力下绕汽柱热毛细对流的渐近分析

用渐近线方法求得了微重力条件下绕汽柱稳态热毛细对流的近似解析解,得到了液体区域的温度场,速度场及界面形状的表达式。通过数值模拟、得到了有关无量纲参数对热毛细对流的影响规律。     

裂纹转子系统响应的陈发性混沌与时域分叉现象

建立了考虑摆振的Jeffcott裂纹转子，双盘悬臂裂纹转子和支撑在挤压油阻尼器上的裂纹转子的动力学模型，分析了这3种裂纹转子系统响应的阵发性混沌与时域分叉现象，结果表明，这3种模型中均出现了明显的陈发性混沌现象，且不仅存在着对应各种系统参数变化而产生的分叉与混沌行为，也存在着对鹫地时变参数而发生的时域分叉与混沌行为，；转子系统发性混沌是响应随时变参数的变化进入与退出混沌的行为，进入与退出的方式和时刻具有随机性的特点，系统响应通向阵发性混沌 的道路有通过拟周期响应，也有通过周期响应进入，且响应在进入阵发性混沌区前一般都有幅值增大的现象，裂裂转子的阵发性混沌中存在着倍周期分叉现象，并且有周期3窗口出现。     

聚1-[3’-(N-吡咯)丙基]-3-丁基咪唑离子液体膜电极测定双酚A

合成了1-[3＇-（N-吡咯）丙基]-3-丁基咪唑离子液体,采用电位阶跃技术制备了该离子液体聚合物膜修饰玻碳电极,利用扫描电子显微镜（SEM）和交流阻抗谱（EIS）表征了该膜修饰电极的表面形貌和电化学性能,通过伏安法研究了双酚A在该膜修饰电极上的电化学行为.结果表明：双酚A在聚离子液体膜修饰电极上只有一个不可逆氧化峰,氧化峰峰电流比在裸玻碳电极上显著增强.峰电流与双酚A浓度在1.0×10-8～1.0×10-5mol/L之间线性关系良好,检出限为8.0×10-9mol/L（S/N=3）.该法可用于测定塑料瓶中双酚A.