雾化喷射冷却的机理及模型研究

雾化喷射冷却的换热机理十分复杂,目前其研究还很不成熟。本文从喷射雾滴的特性参数出发,以被冷却表面上形成的喷射液膜为对象,考虑了冷却液体向环境的散热,建立质量、能量守恒方程,得到半经验半解析的雾化喷射换热模型。其中,本文提出真换热系数和显换热系数的概念,认为显换热系数受空间散热影响,而真换热系数只与喷雾动量有关。最后设计了雾化喷射局部换热实验,对模型进行检验,结果表明,该模型能够较好地符合实验所得的换热系数及加热面表面温度沿喷射半径的分布趋势。     

锥形空心液膜雾化特性预测模型研究

本文采用可视化测试方法对空心锥形液膜的破碎雾化特性开展了实验研究,结合高速相机与长距显微镜头,获得了喷嘴出口液膜的初始状态参数,并对喷雾液膜结构形态及瞬态破碎过程进行了捕捉,根据实验结果分析了空心锥形液膜的破碎特征;进而基于实验数据分析讨论了已有液膜破碎长度、喷雾锥角预测模型的准确性以及误差产生的原因,发现模型简化误差、经验常数的不合理选取等是模型预测误差产生的关键;随后结合多种喷嘴结构形式实验数据,以液膜出口状态参数为基础,建立了新的空心锥形喷雾初次破碎长度预测模型与喷雾锥角预测模型;发展的新模型具有更好的普适性与准确性,为空心锥形喷雾的雾化特性分析以及发展空心锥形喷雾掺混相关过程的数值模拟方法提供了参考.     

倾斜波动壁面上液膜表面波演化特性的影响

对倾斜波动壁面上流体表面波的演化规律进行了研究. 考虑壁面形状为正弦波动壁面的情况, 分析液膜流动的线性稳定性, 并研究不同倾斜角度下扰动波波形随时间的演化情况及流经不同壁面形状时扰动波的波形变化. 对整体的波形结构分析可知, 随着时间的演化, 扰动波的演化过程呈现为更大波长的近周期变化规律, 与平板上的流动结构对比发现波动情况变得更加复杂; 当液膜流经波动壁面时, 扰动波在空间上不再呈现规律性变化, 且随着壁面倾斜角度的增加, 扰动波的振幅逐渐增加; 在相同的壁面倾角下, 波动壁面上的扰动波振幅大于平板壁面的扰动情况, 且波形扭曲程度更明显; 随着Re的增加, 扰动波振幅逐渐增加, 其对应波形的扭曲程度加深, 且随着壁面振幅的增加, 静态波振幅及扰动波振幅均随之增加, 对应的行进波周期不变. 最后, 分析了壁面倾斜角度对流动稳定性的影响.     

微干涉测量技术研究液膜的楔压和液膜厚度的关系

报道了直接测定楔压等温线的方法,研究了阳离子表面活性剂ＴＴＡＢ在浓度大于ＣＭＣ时,液膜的平衡厚度与楔压的关系,以及膜表面张力与溶液表面张力之间的差别。结果显示,在低楔压时,膜厚随楔压增加而变薄,在高楔压时,随着楔压的增加,膜厚变化很小。由楔压等温线得出的膜表面张力的结果说明了一般黑膜的表面张力数值与溶液的表面张力并没有明显的差别。     

喷雾冷却孤立液膜速度特性实验研究

液膜流动是喷雾冷却复杂热量传递过程的直接载体,因此,液膜动力学特性研究对理解喷雾冷却的传热机理至关重要。但由于雾化液滴与具有高湍流度薄液膜之间存在的强烈相互作用和扰动,研究者们对液膜在表面的演化过程知之甚少。本文研究了不同热流和压力下两相区HFE-7000在光滑表面液膜分布、流动速度和当量直径等特性。测量了不同工质在不同喷射压力下雾化液滴速度空间分布,并提出了经验预测关联式。测量了孤立液膜流动速度及其当量直径,同时求解了孤立液膜韦伯数分布及其平均值。最终,基于雾化液滴径向速度与孤立液膜速度的有机联系,结合表面温度梯度等条件,提出了孤立液膜平均速度和平均韦伯数的预测方法,相应的预测极限分别小于21.52%和24.3%.     

壁薄液膜流动稳定性的分析

在文献[7]的基础上,通过合理地降低竖壁液膜流流动方程的维数,采用奇异性理论,分析了液膜流的流态演化过程及其与瑞利数的关系,指出在特定瑞利数下,竖壁液膜流由光滑的层流演化为驻波状的波状流,又演化为行波状流,最终进入混沌的演化过程,从而对竖壁液膜流的流态演化机理作出深化的探讨及合理的解释．     

方管两相流中微液膜的测量与分析

在微通道流动沸腾换热中,微液膜的蒸发对其起到了至关重要的作用,本文探究了0.6 mm方管在气液两相流条件下的液膜厚度变化,实验通过激光共聚焦位移计测量液膜厚度和高速相机采集图像,实现了同步测量。实验发现,当气泡速度小于1.27 m/s时,液体会集中在方管的四角,不会形成液膜;当气泡速度为1.21～2.71 m/s时,会在管壁形成液膜,液膜的变化呈阶梯式,并且随着气泡速度增大而增大;当气泡速度大于3.21 m/s时,流型会转变为环状流,液膜厚度会开始出现振荡。     

水平管外降膜流动液膜厚度的测量及分析

应用双极电导探针技术对水平管外无传热时的降膜流动的液膜厚度分布及其变化特性进行了实验研究.试验段水平管管径为φ25.4mm,长为300mm,液膜流量范围为Q=50~250L.h-1,水平管之间的垂直管间距分别为25mm,32mm,40mm.测量了不同流量、管间距变化条件下的液膜厚度分布,重点分析了流址变化、管间距变化、...     

一种测量液膜高度的方法

给出一种测量液膜高度的新方法,利用此方法测定液体表面张力系数时发现,计算液膜重量时,液膜厚度不能用金属丝直径代替,否则液体表面张力系数会出现负值。     

基于傅里叶变换轮廓术的动态液膜测量

动态液膜三维形貌的高速测量及重建,对于能源动力领域的工业过程优化十分重要。基于傅里叶变换轮廓术,对缓变表面和非缓变表面分别进行了模拟仿真,研究了物体表面形貌重建精度的影响因素,包括物体表面高度变化率、环境随机噪声以及条纹频率。并根据模拟结果对实验参数进行了优化,研发构建了高速三维结构光测量系统,对竖直壁面下降液膜表面形貌进行了动态测量。实验结果表明:随着液膜沿竖直壁面向下流动,液膜厚度呈现先增大后减小的趋势,高度方向的平均误差为0.1 mm,傅里叶变换轮廓术能够精确地应用于动态液膜高速测量。     

电动增压器流量特性的测定与数值分析

应用计算流体动力学方法对研制的电动增压器的压气机整机进行了三维湍流流场模拟计算.计算中对压气机实体模型进行适应性很强的非结构三角网格划分,采用Realizable κ-ε双方程湍流模型模拟时均Navier-Strokes方程.利用热线风速仪对电动增压器出口截面的流量特性进行了测定.将计算的压气机出口流量特性以及速度场分布与实验值进行比较,结果基本吻合,这对电动增压器的结构设计优化具有重要的指导作用.     

湍流旋流燃烧瞬时速度PDF的实验测量

本文应用三维激光粒子动态分析仪(PDA)对分级进风旋流燃烧室内的湍流燃烧过程进行了实验测量。通过瞬时速度场的测量结果,获得了燃烧室内各测点上气体轴向与切向瞬时速度的概率密度函数(PDF),揭示了热态速度场的湍流脉动特性。     

壁面涂层构型对垂直降膜流动特性的影响

利用特种表面涂层材料对实验管壁进行改性,使液膜形成沟流,实现液膜的内外表面溶液重新掺混;管外涂层的不同构型形成表面张力梯度表面,在吸收过程中可引导液滴向液膜方向运动,促进液膜扰动,从而达到强化传质的目的.通过液膜流动的可视化照片和液膜波动特性的实验结果,对不同状况下的流动形态进行初步分析.     

脉冲激光作用下表面液膜相变行为的实验观测

本文采用显微放大摄影及快速瞬态温度检测系统,对高能脉冲激光作用下金属表面液膜的相变行为进行了观测、拍照及瞬态温度测量,初步揭示了一些新的物理现象,并研究了激光功率密度、脉冲宽度、工质种类等对表面液膜相变行为的影响．     

缝隙抽吸对液膜撕裂特性影响的试验研究

本文在空气-水膜两相流动试验装置上,利用高速摄影机对空心静叶缝隙抽吸下的静叶出口边液膜撕裂特性进行了试验研究,结果表明:缝隙抽吸可以将静叶表面上的大部分流动液膜去除掉,水份在叶片出口边之前形不成完整的流动液膜,仅表现为溪状流动,静叶出口边的撕裂形式主要为丝线状撕裂,撕裂形成的水滴数目和直径将明显地减小。     

气体粘滞系数的测定

本文对球形液膜内气体沿细管排出过程中，球形液膜的动态特性作了理论模拟推导，并用该实验装置对常温下空气的粘滞系数进行了测定。     

多头螺旋槽管壁面液膜掺混时的流动状态

本文通过建立小流量液体在水平螺旋槽管外壁面液膜强化传热的拟线性模型,得到了壁面液膜发生流体掺混时液膜的厚度分布,并分析了相邻槽道间发生流体掺混的条件,以及发生流体掺混时液膜的形成过程。结果表明:多头螺旋槽管能够提供一个合适的几何倾斜表面,使得液体不仅能够沿着螺旋槽道流动,而且可以越过槽道的前后缘边界汇入下一个槽道,各螺旋槽道之间发生流体的相互掺混,即实现了二次分布,液膜厚度较掺混前更薄且分布更均匀。     

降膜式液膜蒸发器换热特性的实验研究

1引言降膜式蒸发器由于具有很高的换热强度和易操作性，在化工、食品、制冷和海水淡化等工业中得到了广泛的应用。对于垂直降膜的流动和换热特性，前人已经进行了很多的研究［‘－’］。但是绝大部分的研究工作都局限于单侧液膜的传热与流动问题，缺少对实际工程上采用的降膜蒸发器在同时考虑双侧传热时的实验结果。同时，大部分实验研究中采用恒热流的电加热方式，而对于工程上常用的蒸汽加热的恒壁温情况实验结果较少。此外，管壁材料对蒸发器换热性能的影响也需要进一步的研究。本文采用模拟工程上的竖直管降膜式蒸发实验装置，对不锈钢…     

不良导体导热系数测定实验中仪表风扇对实验结果的影响

根据对物体冷却规律的分析,并从实验结果比较,指出稳态法测不良导体导热系数实验中,设置散热盘的冷却过程应与其在稳态过程时的强迫对流散热方式保持一致.