高雷诺数下降液膜流动换热分析

本文分析了降液膜高雷诺数区域换热系数随液膜长度变化趋势,引出临界长度的概念。在较高雷诺数的湍流区,回流区的存在以及表面波的影响能有效地减少局部薄膜厚度并增加对流换热,流速的增加进一步强化换热,增加降膜整体传热系数。在高雷诺数区域,厚度形成的热阻超过回流的增强作用,而使换热削弱。液膜小于临界长度L换热系数随长度增长而增加,大于L换热系数随液膜增长而减小。     

具有大面积均匀性、高质量的大尺寸中阶梯光栅铝膜的研究

大尺寸中阶梯光栅具有大孔径和极高的衍射级次,可以实现普通光栅难以达到的极高光谱分辨率,而制备大面积均匀性的高质量铝膜是实现高性能大尺寸中阶梯光栅的关键因素.本文首次详细报道了具有大面积均匀性、高质量的大尺寸中阶梯光栅铝膜的制备工艺.首先通过理论计算模拟了蒸镀过程中蒸发源的位置、发射特性以及夹具高度对铝膜均匀性的影响,然后研究了关键的蒸发工艺参数,例如蒸发速率、蒸发高度等对铝膜均匀性和铝膜质量的影响,最后在最佳化的蒸发工艺条件下,成功制备出满足大尺寸中阶梯光栅用的在直径700 mm范围内的均匀性小于1%、厚度大于10μm的高质量铝膜.     

带电微粒在滤膜附近的定向运动

滤膜在过滤和分离领域具有非常广泛的使用,但滤膜对溶液中的组分具有吸引或排斥作用,导致粒子产生定向运动,进而在膜附近产生粒子富集或“粒子禁区”等截然不同的效应,目前对此认识尚不清楚,粒子浓度分布不能实时准确测量是其中最大的困难.本文以表面带负电荷的胶体粒子为模型物质,利用胶体粒子结晶后粒子浓度可以实时原位测量的优势,研究了纤维素滤膜对粒子运动行为的影响规律.研究结果发现带电微粒会自发地在滤膜表面产生富集,滤膜中微量阴阳离子释放导致的扩散泳效应是微粒朝向滤膜产生定向运动的主要原因,基于扩散泳和粒子扩散两种机制构建了粒子运动方程和模型,数值计算结果和实验结果定性一致.此外,粒子除了朝向滤膜的纵向运动之外,壁面电渗流和横向扩散还会使粒子朝向壁面产生迁移,导致管壁粒子数的增多.     

液体薄膜的反常过滤性能研究

液体具有一定的自愈能力,使得纯液体制备的薄膜具有反常过滤性,即允许大尺寸颗粒通过而截留小尺寸颗粒.针对这一特性,本文建立了能够解释该现象的理论模型,研究了影响液体膜过滤性能的主要参量:液膜过滤“孔径”受物体半径与膜半径比值、液体表面张力系数、物体的密度以及物体释放高度.设计的液体膜过滤器具有易于制备的特点,通过调整几何参量和溶液配比即可得到满足需求的过滤尺寸.     

用电泳法在MgO基底上制备YBCO超导厚膜

电泳方法具有工艺简单,成本低廉,基底的形状和尺寸不受限制,膜厚容易控制的特点.本文采用电泳方法在00l取向的MgO基底上制备高温超导YBCO厚膜.在后退火过程中,采用籽晶诱导熔融生长法,成功制备转变温度约85K,转变宽度约3K的YBCO超导厚膜.X射线衍射结构分析揭示了在MgO基片上生长的样品绝大部分都是Y123相c轴取向的晶粒,少部分是Y211相的晶粒.此结果与通过扫描电子显微镜观察膜表面的形貌得到的结论是一致的.通过扫描电子显微镜的剖面图,可以看到生长非常清晰紧凑的,厚度约30μm的YBCO膜层.所制备YBCO厚膜样品用磁滞回线法估算其最高临界电流密度为0.978×103A/cm2,高于文献中用电泳法制备YBCO厚膜的最高临界电流密度.     

陶瓷微滤膜在液相领域的分离机理和控制分析

介绍了陶瓷微滤膜的过滤机理,分析了膜污染的现状及其影响陶瓷微滤膜膜通量的因素,总结了陶瓷微滤膜的应用前景和亟待解决的问题.     

基于PET核孔膜制备有机无机复合纳滤膜（英文）

纳滤膜在海水淡化及饮用水净化领域起着越来越重要的作用，核孔膜作为一种重要的分离材料，具有均匀的孔径、可调的孔密度及无缺陷的表面，在水处理及精确分离应用方面有着潜在的优势，高孔密度的超薄核孔膜在制备高性能纳滤膜上具有很大的潜力。基于此，利用氧化锆作选择层，核孔膜作为支撑层制备出了三层结构的有机无机复合纳滤膜，聚多巴胺(PDA)与聚乙烯亚胺(PEI)中间层促进无机纳米粒子在膜表面形成无机层。制备出的复合膜可实现对不同盐的部分截留，表现出的截留顺序为Na₂SO₄>MgSO₄>MgCl₂>NaCl。     

雾化喷射下的波动液膜的电测量

冷却壁面上液膜的特性行为与厚度直接关系到雾化喷射冷却的深入研究。本文报道了在雾化喷射下水平壁面液膜厚度的测量。借助示波器,通过液膜直流信号配以几何尺寸的精确测量,实验研究了给定喷管雾化喷射下液膜波动行为和厚度随压力和喷头高度的变化。结合对流传热系数测量,分析了液膜厚度与雾化喷射冷却条件及效果的关系。     

波纹管内R113降膜流动特性的结构影响研究

为设计适用于有机工质余热发电降膜蒸发装置,采用FLUENT VOF法建立了气-液两相逆流流动CFD模型,对氟利昂(R113)波纹管内气液两相逆流降膜进行数值模拟,研究了管长、波峰、波间距对波纹管内降膜流动的影响。研究结果表明:在一定喷淋密度下,液膜稳定性随波纹管长的增大而降低,液膜的波动性随波纹管长的增大而增强,当管长小于某个值时,液膜沿壁面均匀分布,存在最佳管长;波间距越大,液膜波动越强,增加波间距能够增加液膜稳定性;波峰越大,液膜沿管长方向的变化越剧烈,减小波动幅度可以增加液膜均匀性。     

中波红外3 μm～5 μm宽带通滤光片的研制

 中波红外宽带通滤光膜通常膜系层数多,膜层总厚度非常大（厚度达到10 μm左右）,膜层的镀制工艺难度较大。通过分析红外带通滤光片几种设计方法的特点,并结合实际镀制工艺技术,采用了长波通与短波通及非规整薄膜设计技术相结合的方法,设计了以锗材料为基底的中波3 μm～５ μm宽带通滤光膜。该设计大幅度降低了膜层的总厚度（约为8.65 μm）,缩短了膜层的镀制周期,提高了膜层的牢固度;在膜层的镀制工艺过程中,通过改变薄膜材料的蒸发速率、修正蒸发硫化锌材料时电子枪的扫描方式、调整蒸发材料在坩埚中的装载方法,使膜层获得了优异的光谱性能,其通带平均透过率大于96%,截止区域的平均透过率小于1%。     

分离压和表面黏度的协同作用对液膜排液过程的影响

针对含不溶性活性剂的垂直液膜排液过程,在考虑分离压作用的前提下,引入随活性剂浓度变化的表面黏度模型,应用润滑理论建立了液膜厚度、活性剂浓度和液膜表面速度的演化方程组,通过数值计算分析了常表面黏度和变表面黏度情形下的液膜演化特征.结果表明:表面黏度是影响液膜排液过程的重要因素,当不考虑表面黏度时,液膜表面呈"流动"模式,反之呈"刚性"模式,且随表面黏度增加,液膜排液速率明显减缓.分离压对"黑膜"的形成至关重要,分离压单独作用时,其形成的"黑膜"长度较短,而只考虑表面黏度时,则不能形成稳定的"黑膜".而在二者协同作用下,液膜中部形成了向下扩展、厚度很薄但非常稳定的"黑膜",且"黑膜"厚度、出现时间均随表面黏度的增大而增加.当考虑活性剂浓度对表面黏度的影响时,表面速度受此影响显著;在形成"黑膜"长度及出现时间方面与相应常表面黏度的情形基本类似,但其"黑膜"厚度小于相应常表面黏度,故在液膜排液过程中更容易发生失稳.     

冰水混合云对可见光的吸收和散射特性

根据Mie理论，分别计算了由纯水、纯冰和冰-水同心球形粒子构成的云层在可见光波段的单次散射特性. 根据辐射传输理论，利用叠加法数值计算了这三种不同构成的云层的反射函数，以及它们的平面反照率、透过率和吸收率. 结果表明，冰云和冰_水云的反射函数和平面反照率在大部分散射角下要略小于水云，而透过率却比水云的大. 通过具体的数值计算结果和理论分析，研究了水云的异常吸收现象. 关键词： 冰_水粒子 Mie理论 叠加法 光散射     

窄缝通道中液氮的沸腾传热研究:第二部分:窄缝通道尺寸对液氮临界热流密度(CHF)的影响

在实验的基础上对窄缝通道中液氮的临界热流密度进行了实验研究.实验针对3个不同长度和间距尺寸的窄缝通道在多方位倾角的情况下进行.系统研究了窄缝的方位倾角和窄缝的几何尺寸对临界热流密度的影响,同时对液氮的膜态沸腾进行了研究.     

工质对微通道沸腾液膜瞬态变化的影响

本文采用去离子水和无水乙醇两种工质,利用微通道流动沸腾同步测量实验系统,研究了液膜厚度的瞬态变化规律,实验发现流动沸腾形成的初始液膜厚度在毛细数Ca很宽的范围内都遵循Taylor流动原理;液膜形成后,在蒸发和蒸汽流动携带的耦合作用下,厚度迅速减薄直至蒸干;由于水的汽液黏度比小,速度梯度小,剪切作用带来的液膜厚度减少量小,且水的汽化潜热大,吸收相同热量时蒸发量小,导致水的液膜厚度变化斜率较小,通过理论分析提出了沸腾液膜厚度变化的计算模型,计算结果与实验结果的误差小于20%。     

临界热流密度物理机理的实验研究

本文通过实验研究了池沸腾和液膜沸腾条件下的临界热流密度。实验结果表明,初始液膜厚度对于临界热流密度没有影响,并且液膜沸腾的临界热流密度值和相同条件下的池沸腾的临界热流密度值相当。这一实验结果验证了‘尺度分离'假设。通过高速摄像机对液膜沸腾进行直接观测,发现在高热流密度时,绝大多数的气泡底下有微液膜存在,只有少量气泡底下出现干斑,但是由于高频的气泡生长过程,干斑很快被润湿而消失。接近临界热流密度时,干斑的面积占据整个加热表面的比例不超过10%。当热流密度达到临界值时,干斑由于不能被润湿而渐渐扩大,最后导致加热壁面烧毁。     

铸膜液溶剂的相互作用及其对EC气体分离膜的影响

报道了由双组份以上溶剂混合组成的铸膜液可以显著提高对ＥＣ的溶解性，比而可以扩大ＥＣ溶剂和提高铸膜液浓度，通过溶剂分子中基团和链的ＩＲ光谱的变化，表征了溶剂体系的相互作用，这种相互作用是由于溶剂分子间发生氢键或电荷转移，强极性溶剂甲酰胺可提高ＥＣ膜的气体分离因子而降低透气性，此外，继续向双组份溶剂体系中加第三或第四组份溶剂，均有利于提高膜的气体分离性，但透气量却有下降。     

微液膜动力学特性与稳定性实验研究

气-液两相流设备的性能受限于临界热流密度,开展流动微液膜动力学特性及其稳定性的相关研究是深入理解沸腾危机及临界热流密度机理的关键。采用光学玻璃制成的矩形通道作为实验段,使用微流量齿轮泵驱动去离子水,使其在实验通道入口处与在其上部流动的压缩空气接触形成同向流动的分层流。利用共轭光学探测器对流动微液膜的厚度进行了测量,利用高速摄像机对气-液两相分层流波动特性进行了可视化观测。研究表明,在绝热情况下,当液速一定时,液膜的平均厚度随着气速增加而减小,当气速增加到某一阈值时会导致液膜破裂。     

基底温度对中阶梯光栅厚铝膜质量的影响

大尺寸中阶梯光栅具有大孔径和极高的衍射级次,可以实现普通光栅难以达到的极高光谱分辨率。中阶梯光栅通常是利用刻划机在厚铝膜上刻划而成,所以制备大面积均匀性的高质量铝膜刻划基底是实现高性能大尺寸中阶梯光栅的关键因素。在较厚铝膜的制备工艺中,基底温度是至关重要的工艺参数。本文通过电子束热蒸发镀铝工艺在不同基底温度下制备了厚铝膜样品,并利用原子力显微镜、扫描电镜等手段从宏观和微观尺度详细分析了基底温度对铝膜质量的影响。铝膜平均晶粒尺寸从100℃时的264.34 nm增大到200℃时的384.97 nm和300℃时的596.35 nm,表面粗糙度Rq从100℃时的34.7 nm增长到200℃时的58.9 nm和300℃时的95.1 nm。结果表明,随着基底温度的升高表面粗糙度迅速增大,铝膜的表面质量严重退化。     

PET核孔膜在中药水提液分离纯化中的应用研究

中药水提液成分复杂，随着中药制药的发展，迫切需要建立一种简单有效的中药分离纯化方法。膜分离技术作为一种简单、直接、高效的物质分离方法，在中药分离纯化中由于能耗低、无二次污染而被广泛应用。本工作通过制备不同孔径的核孔膜，将中药水提液进行多级过滤，并对其分离性能进行测试和表征。实验证实核孔膜对水提液的微滤可以滤除尺度1 μm以上的杂质，且不改变其性状；对水提液的超滤可以滤除蛋白质和淀粉；核孔膜进一步修饰后，能够对中药有效成分，如芍药苷、绿原酸等进行有效截留。结果表明，将核孔膜应用于中药水提液分离、纯化是可行的。     

双离子束溅射淀积DLC膜的红外特性

用双离子束溅射法在50℃以下的玻璃基片上淀积了类金刚石碳(DLC)膜.研究了轰击离子能量、轰击离子束流密度及轰击源内氢/氩流量比例对淀积片红外透射特性的影响.所用波段是1.5～5.5μm.结果表明,对所有淀积样片,其相对透过率均随波长增长而增大.在每组实验中,随如上各可变参量的增大,各样片的相对透过率～波长曲线均有先上升后下降的规律.确定了各组相应的临界参数.结果还表明,轰击源不含氢并不影响DLC膜的制取,但轰击源合氢时所制得的膜具有更好的红外透射性.从结构变化的角度解释了上述规律.