伴随相变的不互溶二元液体混合物的传热 (一)连续介质中液滴的流体力学和相变过程

本文应用电影摄影技术,对液滴在某一与之不互溶的液体中运动且不断汽化过程的传热及流体力学特性进行了实验研究,并且在理论上对这一过程进行了模型化分析。该模型主要对一个汽化着的泡滴与周围连续介质进行的直接接触传热以及泡滴在连续介质中不断汽化并做相对运动的规律进行了描述。根据这一模型,可以预测任一液滴在连续介质中汽化并运动时的传热速率、汽化速率、泡滴的瞬时大小、速度、位置等重要参数。在计算机上对该模型进行数值计算,其结果能够与放大的照相胶片上得到的实验结果较好地吻合。该理论模型的建立,为进一步研究不互溶二元液体混合物的流动传热奠定了基础。     

旋流场内液滴破碎与临界入口雷诺数的确定

通过对液滴所受剪切应力的分析,发现临界入口雷诺数与旋流器的结构尺寸D、Di及物性参数(包括液滴的表面张力、介质的粘度和密度)等有关.推导出液滴破碎的临界入口雷诺数的计算公式,为液液旋流器在工程实践中的高效操作提供了理论依据.     

Algorithms for improving accuracy of spray simulation

Fuel spray is the pivotal process of direct injection engine combustion.The accuracy of spray simula- tion determines the reliability of combustion calculation.However,the traditional techniques of spray simulation in KIVA and commercial CFD codes are very susceptible to grid resolution.As a conse- quence,predicted engine performance and emission can depend on the computational mesh.The two main causes of this problem are the droplet collision algorithm and coupling between gas and liquid phases.In order to improve the accuracy of spray simulation,the original KIVA code is modified using the cross mesh droplet collision(CMC)algorithm and gas phase velocity interpolation algorithm.In the constant volume apparatus and D.I.diesel engine,the improvements of the modified KIVA code in spray simulation accuracy are checked from spray structure,predicted average drop size and spray tip penetration,respectively.The results show a dramatic decrease in grid dependency.With these changes,the distorted phenomenon of spray structure is vanished.The uncertainty in predicted aver- age drop size is reduced from 30 to 5μm in constant volume apparatus calculation,and the uncertainty is further reduced to 2μm in an engine simulation.The predicted spray tip penetrations in engine simulation also have better consistency in medium and fine meshes.     

荧光法用于痕量亚硝酸根的测定

基于亚硝酸根与碘化钾反应生成单质碘,碘可使异硫氰酸荧光素发生荧光猝灭的原理,采用流动注射连续可更新液滴荧光法测定亚硝酸根.体系的激发和发射波长分别为492nm和516nm,亚硝酸根含量在25～100μg/L范围内有良好的线性关系,检测限为3.9μg/L.本方法灵敏度高,选择性好,操作简单.用于环境水样中痕量亚硝酸根的测定,结果满意.     

乳状液滴外相边界层传质系数新的估算方程

本将根据（W/O）/W乳化液膜的构成特点，将渗透理论与Kolmogoroff的局部各向同性理论结合起来，研究了界面面积、两相流体的物理特性以及操作变量等因素对连接相湍流边界层所造成的影响，提出能够客观反映乳化液膜自身特点的乳状液滴外相湍流边界层传质系数的关联式，该方程估算结果与本实验数据以及献数据均吻合较好。     

离子风作用下液滴的振荡蒸发特性

设计搭建了离子风作用下液滴蒸发试验装置,研究了不同电场和环境气体中去离子水液滴的蒸发速率、振幅和振荡频率等动态蒸发行为参数,并测量了离子风的流场速度分布.结果表明：当电压低于起晕电压时,电场力会降低液滴蒸发速率;当电压高于起晕电压时,离子风的形成会强化液滴蒸发;电压和气体离子迁移率的增加均会提高离子风的风速,加剧液滴振荡,提高液滴蒸发速率;相比液滴自然蒸发,离子风作用下液滴蒸发速率的最大增强比可达9.89;随着电压增大,离子风从不稳定状态转变为稳定状态.     

蒸汽珠状冷凝传热的研究进展

蒸汽在固体表面的冷凝现象普遍存在于自然和生产生活当中.探究凝结液生成机理和热质输运过程,对实现凝结过程有机调控具有重要价值.珠状冷凝由于其高效的换热能力及其在防冰除湿、海水淡化等领域的重要作用,备受学界关注.功能界面制备技术的快速发展助力了传热调控的迅速发展,帮助加深了对相关机理的理解,同时也催生了许多新的科学问题和研究方向.本文通过介绍部分代表性工作,回顾了蒸汽珠状冷凝的研究历史,讨论了其形成机理,总结了传热模型的发展历程和功能表面的制备技术,归纳了存在的问题并探讨了未来的研究方向.     

剪切流场中液滴形变模型的理论研究

从力学的角度出发,在由两个同心圆筒形成的旋转剪切流场中,分析油水乳化液中分散相液滴的受力及形变,推导出分散相液滴受力与液滴形变的相互关系。提出了剪切流场中液滴形变的三维力学模型,初步建立了拉伸率、收缩系数和剪切应力之间的关系。结果表明,如果测得液滴破裂的临界拉伸率,就很容易求得液滴破裂的临界剪切应力,从而可以应用分散相液滴的拉伸率或收缩系数来分析剪切对油水分离特性的影响。     

循环流化床制取流体冰中液滴碰撞-聚并实验研究

对雾化液滴在液-液循环床体内碰撞-聚并现象进行了研究．在相同喷速下,通过改变载冷介质流量和温度,考察了影响液滴聚并发生频率的关键因素;采用高分辨率数码摄像仪实时采集床内颗粒在同一工况下不同高度处的流动状态,应用图像处理与数值计算相结合的方法,分析了颗粒平均粒径沿床高的变化趋势;对载冷介质温度最低时实验所获得的冰晶进行粒径的测量与统计整理,探讨了抑制液滴聚并的方案．结果表明,液滴聚并严重地影响了冰晶尺寸及其分布;在载冷介质流量较小时,液滴聚并频率大大降低,而在载冷介质温度较低时,液滴表面局部破碎及快速冻结导致颗粒平均粒径沿床高呈减小的变化趋势．在保证经济性及不冰堵的条件下,可以通过降低载冷介质温度和减小其流量来改善所制取流体冰冰晶的质量．