离子注入制备的滴状冷凝传热表面的研究

滴状冷凝是一种高效传热方式.实验证明(1),滴状冷凝的传热系数是膜状冷凝的20至30倍.自本世纪三十年代以来,传热研究者一直致力于滴状冷凝的研究(2)、(3)、(4),但至今仍未获得有应用价值的滴状冷凝表面.本文应用离子注入表面处理技术,在金属铜表面二千埃的表层内注入化学活泼性元素,制备出低表面能的合金材料,并在这些表面上实现了常压水蒸汽的滴状冷凝.     

重力场中竖壁上水滴界面形状热力学平衡的稳定性分析

１前言水蒸汽在冷壁面上的冷凝方式有两种：膜状冷凝和滴状冷凝。由于工业生产的需要，对现行工业用冷凝器中膜状冷凝的研究，从理论模式到实际设计计算都已经达到相当完善的程度。滴状冷凝较之膜状冷凝是一种高效的换热方式，从１９３０年Ｓｃｈｍｉｄｔｅｔａｌ发现这种高效的换热方式以来，半个多世纪中进行过大量的研究工作。但由于滴状冷凝过程的复杂性，从理论模式的建立到工业化应用都没有取得实质性进展。本文在文献［１］的基础上继续从热力学观点，分析在重力作用下，疏水性竖壁上生成的水滴界面形状的热力学平衡稳定性，建立了相…     

分子自组装膜表面滴膜共存冷凝传热的研究

本文以不同处理工艺制备十八烷基硫醇自组装膜,研究制备的表面上蒸气冷凝传热过程.结果表明不同的成膜温度,可以实现膜表面上水蒸气冷凝形态从膜状到滴状的过渡.并研究了该表面上滴膜共存状态下的冷凝传热特性,表明过渡状冷凝传热随固液自由能差渐进变化的实质是冷凝形态的渐进变化,表面上冷凝液运动形态的不同也将导致传热性能的改变,并对自组装膜表面上的冷凝传热系数可能随操作时间的增加而回升的现象进行了分析.     

含有不凝气体的蒸汽滴状冷凝传热实验研究

本文对饱和水蒸气和空气的混合物在垂直表面上滴状冷凝传热特性进行了实验研究。考察了不同的压力条件下不凝气对冷凝传热的影响。与膜状冷凝实验结果对比表明,滴状冷凝对含有不凝气的蒸汽冷凝传热有强化作用;在较高的冷凝压力下不凝气体对传热的影响相对较小。     

水蒸气在超疏水表面上的冷凝传热

用高温裂解法在紫铜基底上制备了疏水性碳纳米管膜,通过对此碳纳米管膜进行氟化处理,改善了表面的疏水性.在室温下,实验测得水在这种表面上的接触角在90°～130°之间.以水蒸气为冷凝介质的冷凝传热实验表明,水蒸气在超疏水纳米材料表面上能形成较好的滴状冷凝,冷凝传热膜系数可达40000 W/(m2·K).与纯粹膜状冷凝相比,冷凝传热系数提高3～4倍.分析表明,此碳纳米管膜所产生的附加热阻只占冷凝传热热阻的千分之一,对冷凝传热膜系数的影响可以忽略.     

水蒸气在垂直钛板表面的冷凝传热特性

对水蒸气在垂直钛板表面的冷凝传热特性进行了可视化实验研究。实验结果表明,蒸汽在钛表面为液滴和沟流状液膜共存的混合冷凝形式。随着表面过冷度的增大,滴状区所占的面积比η逐渐减小,且液滴的脱落直径逐渐增大,导致表面的冷凝传热系数随之下降。η值大于50%时,冷凝传热系数随滴状区所占面积比的减小而陡降,滴状区面积小于膜状区后,η值对冷凝表面传热性能的影响较小。     

冷凝器壁面滴状冷凝的热力学机理及最佳接触角

应用自由能判据证明了冷凝器壁面液滴的力学平衡条件与接触角有关,进而证明了当壁面液滴与壁面的接触大于90°时,冷凝器壁面液滴的化学势将小于同曲率的球形液滴的化学势;另外,在相同饱和比下,壁面液滴的临界半径也小于球形液滴的临界半径.而在接触角小于90°时,情况则恰好相反.正是由于这双重原因,使得滴状冷凝的传热性能大大优于膜状冷凝的传热性能,并由此求出了冷凝器壁面液滴的最佳接触角. 关键词：     

冷凝和沸腾传热现象中的突变特性

本文简要地介绍了突变理论及其应用,提出了冷凝和沸腾传热现象中的突变特性,并根据突变理论中的尖拐型突变的观点,分析和讨论了冷凝和沸腾传热现象中型态转变的机理,即沸腾临界和滴状与膜状冷凝的转变.     

新型制冷机冷凝器壳侧的传热强化研究

针对现行制冷机冷凝器的不足 ,设计了适用于冷凝传热的新型折流杆冷凝器的壳程内部结构 ,并分析了其传热强化机理。在重力控制条件下 ,对不同内部支承结构与管束组合的冷凝器进行了传热实验研究 ,得到了水蒸汽在冷凝器壳侧的冷凝传热特性曲线。采用冷凝传热强化因子的概念 ,建立了预测该种折流杆冷凝器壳侧冷凝传热膜系数的计算公式 ,为折流杆冷疑器在制冷系统中的设计应用提供了理论依据。     

聚合物表面滴状冷凝传热寿命的实验研究

在滴状冷凝传热寿命测试装置上，对采用离子束动态混合注入（DIMI）技术制备的聚四氟乙烯（PTFE）表面的商状冷凝传热寿命进行了间歇实验测试。满状冷凝已维持约500h（间歇操作总时间为1，000h），实验现象及传热性能趋于基本稳定。同时表明聚合物与金属基体具有较强的结合力。     

用中能电子向前散射图像研究表面原子结构

从中能电子向前散射产生的实空间图像研究了Cu（111）1×1，Si（111）（3^1/2×3^1/2）R30°-In及Ge（111）（3^1/2×3^1/2）R30°-Ag的表面结构．Cu（111）1×1的图像不仅说明表面有三重旋转轴对称性，而且还表明fcc结构一直保持到最表面一层原子．Si（111）（3^1/2×3^1/2）R30°-In表面的图像说明In原子占据T4位，而不是H3位．Ge（111）（3^1/2×3^1/2）R30°-Ag的图像说明HCT模型是正确的．这些成功的应用说明从中能电子向前散射图像可以直观而且快捷地获得表面结构类型的可靠信息，而无需类似于低能电子衍射（LEED）表面结构分析那样的复杂计算 关键词：     

碳黑颗粒生长模型的初步研究

本文利用反应类(Reaction Class)概念和矩(Moment)方法,研究了层流预混甲烷火焰中碳黑颗粒的成核与长大过程。模型综合考虑了颗粒的成核、颗粒间由于碰撞的聚合、以及气态组分在颗粒表面的生长。通过数值计算预报了碳黑颗粒平均粒径、总表面积、体积分数和数密度,以及萘(A4)和乙炔(C2H2)在颗粒表面的增长速率。     

STUDY OF HOMOGENEOUS ADSORPTION KINETICS OF CRYSTAL VIOLET

The adsorption kinetica of crystal violet (CV) on silver mirror and two different kinds of silver sols is studied. The adsorption of CV on silver is homogeneous. It is confirmed that the topography of the surface affects only adsorption rate constant, while it does not change heterogeneity parameter. The similar behavior of enhancement factor and adsorption rate constant of CV in the two silver sols is discussed. The adsorption energy of CV and the concentration of adsorbed sites on the surface are estimated by adsorption isotherm. It is found that the enhancement effect on the silver mirror is determined by the concentration of adsorbed sites on surface.     

用双群模型研究表面位垒对离子反射的影响

低能离子在固体表面上反射,对于理解等离子体与聚变堆第一壁相互作用是十分重要的,当离子能量低于千电子伏以下时,表面位垒对离子反射的影响逐渐变得重要起来,本文应用轻离子输运双群模型,考虑了直方表面位垒对输运方程边界条件的影响,得到考虑了位垒影响的离子反射系数,结果表明,当离子能量下降到10倍固体表面位能以下,由于表面位能将引起轻离子反射系数明显减少。 关键词：     

ZnO薄膜原子力显微镜图像的多重分形谱

用原子力显微镜测定了Si衬底,未退火和退火ZnO薄膜的表面形貌,为了获得AFM图像的多重分形谱,比较了5种计算局域高度分布概率的方法(相对平均高度的方差、相对平均高度的绝对偏离、以粗糙表面最低点为基准面、以一定深度为基准面和以薄膜平均底面为基准面).发现前三种方法在小概率的子集起主要作用时不能很好地满足标度不变性,后两种方法则能很好地满足标度不变性,其范围可达三个数量级,并且可以对不同样品进行定量的比较. 关键词：     

晶格振动对表面电磁波-激子耦合系统色散性质的影响

局域在介质表面附近的电磁波与介质中的元激发相互耦合形成另一类的元激发——表面极化激元(polariton),它与半导体的许多光学性质都有关。本文研究了介质中的品格振动对表面电磁波-激子耦合系统色散性质的影响,仔细探讨了共振吸收区附近色散曲线的奇异性质,并对其产生的原因做了分析和讨论。     

加热对自然转捩湍斑产生影响的实验研究

本文利用流动显示和高速摄像技术，在湍流度为1％的水洞中，对加热的细长旅成体鱼雷模型表面的流动转捩过程进行了实验研究。实验发现，加热对自然转捩过程中湍流斑的猝发有明显影响，加热减小了湍斑产生的频率，增加了湍斑间的展向间距，使转捩过程中层流转变为完全湍流的过渡区延长．加热对瑞斑产生的纵向位置无明显影响。本文的实验结果正好解释在较高湍流庭环境中的加热减阻机理．     

AN APPROXIMATION OF THE KINETIC ENERGY OF A SUPERFLUID FILM ON A RIEMANN SURFACE

The flow of a superfluid film adsorbed on a porous medium can be modeled by a meromorphic differential on a Riemann surface of high genus. In this paper, we define the mixed Hodge metric of meromorphic differentials on a Riemann surface and justify using this metric to approximate the kinetic energy of a superfluid film flowing on a porous surface.     

扩压叶栅端壁角区流动结构和紊流特性

三维激光多普勒测速技术测量了扩压叶栅叶片和端壁相交的角区中的流动结构和紊流特性。实验结果表明,角区中端壁附面层和叶面附面层的堆积使得叶面附面层变厚;角区内存在较强的通道涡,随流动向下游发展,通道涡核心远离叶面;在前缘产生的马蹄涡逐步消失;通道涡使得角区的紊流动能增加,并影响雷诺正应力的分布。     

甲烷微尺度催化燃烧的数值模拟

本文联合使用计算流体力学软件FLUENT和可以计算表面反应的化学反应动力学软件DETCHEM对有逆流换热的微尺度燃烧器进行了数值计算。计算中忽略空间反应。燃料-空气混合物的当量比为0.4,反应器壁面采用等温边界条件。计算结果表明,采用催化燃烧可以实现微尺度下通常情况下无法实现的甲烷稳定燃烧。通过适当设置催化表面,可以实现燃料低温、高效转变。甲烷的总转变率受流动状态、反应温度和催化表面的大小等因素的影响。