水平管外降膜蒸发的熵产分析

从热力学第一、第二定律的角度出发,结合水平管外降膜蒸发的特点,推导出了降膜蒸发过程单位熵产数Ns的公式,并在所建立的管外液膜厚度模型的基础上进行了求解。结果表明:沸腾蒸发时的单位熵产数Ns要小于表面蒸发时的值;采用强化表面可以有效地降低单位熵产数Ns;单位熵产数Ns随液膜雷诺数Re的变化比较小。通过分析,降膜蒸发的单位熵产分析法对于最大限度地减少不可逆损失、提高能量利用率等方面具有指导意义。     

水平管外混合制冷剂的降膜滴状流动数值研究

降膜滴状流动因高传热和低成本等优点应用十分广泛,本文采用数值计算方法研究了水平管外混合制冷剂的降膜滴状流动和换热特性。首先采用流型和分离长度验证的方法提出一种可行的模拟计算方法,通过与实验对比验证了此方法和模型的可靠性,然后分别研究了雷诺数与管间距对管外降膜滴状流动形态和换热特性的影响。结果表明管间距为5 mm时,随着雷诺数变大,对流换热系数逐渐变大;当雷诺数为80时,随着管间距的增大,对流换热系数变化幅度较小。本文的研究方法和结果可以为混合制冷剂的降膜滴状流动的流型与传热研究提供参考。     

低温液氧在水平管上降膜流动特性模拟研究

为了探索低温液氧在水平管上的降膜流动特性,采用VOF模型模拟计算了不同工质、液氧饱和压力、椭圆率E对液膜厚度的影响。研究结果表明：在近似相等的Ka数下,液氧(Ka=5 382)的瞬时液膜厚度的波动振幅和局部液膜厚度最小,其次是丙烷(Ka=5 387)的、最大是水(Ka=5 344)的。瞬时液膜厚度振动幅度和局部液膜厚度随着Ka数增大而减小。在Re=1 500、D=25.4 mm时,平均液膜厚度在Ka=3 522～6 553范围内的降幅为54%。在E=1～2.5区间,局部液膜厚度随着椭圆率E的增大而减小,但是降低幅度趋缓。拟合了考虑椭圆率的液氧局部液膜厚度关联式,90%预测值和模拟值之间的相对偏差控制在±20%范围内。     

水平强化管外降膜蒸发特性的实验研究

降膜蒸发因其低充灌量和高换热性能在制冷行业逐渐受到关注。本文对三种具有不同强化表面的换热管,以R134a为工质进行了水平单管管外降膜蒸发实验。研究结果表明:强化管外换热系数不仅与热流密度有关,还与喷淋量有关,且在一定热流密度范围内,存在最优喷淋量;对于不同强化表面,降膜蒸发换热为管外多孔结构密度与齿化结构密度的综合表现,多孔结构密度与齿化结构密度越高,降膜换热系数也就越高。     

利用降膜流动测量液体黏滞系数

利用降膜流动设计并搭建了测量液体黏滞系数的实验装置，根据不可压缩液体N-S方程，结合边界条件建模。采取测量液膜表面速度的方法计算液膜厚度。测量了蓖麻油不同流量下的黏滞系数，倾斜板在不同倾角下，黏滞系数测量相对准确的流量区间基本相同，相对误差在8%以下。分析了装置的适用条件和误差来源。并用全内反射法进行了液膜厚度对比验证。该研究丰富了测量液体黏滞系数的教学内容和方法，有助于学生掌握流体力学相关知识，提高综合设计能力。     

低喷淋密度超亲水表面水平管降液膜温度分布

水平管降液膜蒸发广泛应用在石油、化工、海水淡化等领域,对低喷淋密度温度演化规律的研究有助于拓宽其应用范围,理解其微观机理。本文在超亲水表面上结合红外热追踪技术,对水平管降液膜表面的温度演化规律进行了研究,分析了温度分区现象和温升规律。实验中首次发现了马鞍形液膜内部的高温环状结构,并结合三维数值模拟揭示了掺混作用导致的局部高温环状结构形成的内部机理。     

水平管降膜蒸发器管外液体流动数值模拟

水平管外液体成膜厚度是反映管外液体流动情况的重要参数之一.本文用数值模拟的方法,通过计算不同条件下的液膜厚度来研究冷态情况下水平管降膜蒸发器管外液体流动的影响凶素.计算结果表明:液体的初始流速和管间距对蒸发器底部蒸发管管外液体的流动影响比较明显,要增大整个降膜蒸发器中成柱状流的管排范围,需同时考虑流速及管间距的影响,且二者的变化对成柱状流的管排数的影响趋势相反.     

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。     

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。     

降液膜流动孤波中的涡流影响因素分析

孤波中的涡流被认为是波动强化传热传质机理之一。本文通过数值模拟方法计算了溴化锂溶液沿平板降膜的流动过程。利用VOF方法捕捉降液膜的自由流动表面,利用CSF模型考虑表面张力对降液膜流动的作用,重点研究了扰动频率,Re和倾斜角对孤波中的涡流的影响。模拟结果表明,随着入口扰动频率的增加,涡流经历了完全开式涡,半开式涡至消失的...     

竖壁液膜流壁面热流率对流动影响的实验研究

本文用相空间重构的方法,对竖壁薄液膜流动的液膜厚度时间序列进行了重构,并用分维数对奇怪吸引子的动力特征进行了描述,由此描述了壁面热流率对竖壁薄液膜流动特性的影响。     

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．     

真空蒸发镀膜膜厚的测量

测量镀膜厚度的方法有很多,在实验室现有的条件下,探究光学干涉方法测出镀膜厚度,其中光学干涉方法包括两种：一是根据多光束干涉的原理,利用读数显微镜测量镀膜的厚度;二是根据自光干涉的原理,利用迈克尔逊干涉仪测量镀膜的厚度。     

激淋降膜蒸发多效紧凑式海水淡化装置的研究

基于降膜蒸发与降膜凝结机理,设计建造了一台具有三效回热性能的紧凑式小型海水淡化装置,用电加热水箱模拟热源对该装置进行了实验测试.实验结果表明,由于在本蒸馏系统中采用了多项降膜蒸发及降膜凝结技术,使其中大部分的蒸汽潜热及部分盐水的显热得到了多次重复利用,因而装置有较高的产水率.在供热水温度为75℃、系统内部压力为15kPa时,产水率达到110kg/h。对影响产水率的主要因素作了探索与分析,给出了合理的取值范围.     

水平管降膜蒸发器传热优化研究

基于分布参数方法,对大型制冷系统中的水平管外降膜蒸发进行了传热优化数值模拟计算.在计算中,分析了饱和的液态制冷剂R134a在水平的铜管束外流动蒸发的换热特性.模型考虑了不同的管子类型和2流程不同管程布置对蒸发器换热特性的影响,结果表明,蒸发器采用Turbo-EHP管的性能高于其它管;不同管程布置对蒸发器性能的影响比较大,其中,下进上出管程布置的换热性能优于其它管程布置.同时,本文考虑了传热管外"干斑"对换热的影响.本文结论对于大型制冷系统中的降膜蒸发器传热优化设计具有指导性意义.     

对劈尖薄膜等厚干涉光程差公式的推导

研究了劈尖等厚干涉问题，对其光程差公式进行了严格推导，阐明了传统教材光程差公式成立的条件。     

沉积在液体衬底上连续铝薄膜的微观结构

研究了沉积在硅油衬底表面的连续铝薄膜的微结构及其表面形貌.与沉积在单晶硅表面的铝薄膜相比,两种铝薄膜均属颗粒结构,但硅油表面的铝薄膜具有颗粒尺寸较小、大小不均匀,表面起伏较大等特点,而且在该铝薄膜边缘的下表面,有一明显的波纹状楔型结构,其斜率仅为10^-4—10^-5.实验结果表明：这一现象是由于液体衬底的热膨胀行为引起的.此外对样品的晶态也进行了研究. 关键词： 铝薄膜 液体衬底 微观结构     

波纹壁面降膜过程的一种近似模型

对高粘度液体在正弦形波纹壁面上的自由降落和蒸发建立了分析模型。对控制微分方程及边界条件作无量纲处理,引入流函数,采用摄动展开得到了0级近似和一级近似的微分方程组,讨论了液膜的流动和传热特性与壁面之间的关系。     

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.