微波氢等离子体的特性

在MPCVD装置中,通过调节微波功率和反应腔压强,使用高分辨率多道光谱仪采集氢气的Hα线.由谱线的多普勒展宽计算得到氢等离子体中的离子温度.结果显示,随着微波功率的增大,离子温度会先升高后降低;随着反应压强的增大,离子温度也先升高后降低.这说明在MPCVD装置中,可以通过调节装置,得到最佳微波能量吸收点.     

烧结温度对La0.1Sr0.9TiO3陶瓷热电性能的影响

利用传统固相反应方法, 分别在1440℃, 1460℃, 1480℃和1500℃烧结条件下, 制备了钙钛矿结构的La_0.1Sr_0.9TiO₃陶瓷样品. 样品的粉末X射线衍射结果显示, 不同烧结温度的La_0.1Sr_0.9TiO₃ 陶瓷样品均为单相的正交结构. 从样品的扫描电子显微照片来看, 随着烧结温度的增加, 平均晶粒尺寸逐渐增大. 在室温至800℃的测试温区, 测试了样品的电阻率和Seebeck系数, 系统地研究了不同烧结温度对样品热电性能的影响. 结果表明, 样品的电阻率在测试温区内随着测试温度的升高先略微降低, 然后逐渐升高;总体来看, 样品的电阻率随烧结温度的升高先增大后降低. 在测试温区内, Seebeck系数均为负值, 表明样品的载流子为电子; 随着测试温度的升高, Seebeck系数绝对值均有所增大;随烧结温度升高, Seebeck系数绝对值逐渐增大后显著降低. 1480℃制备的样品因其相对较低的电阻率和相对较高的Seebeck系数绝对值, 在165℃时得到最大的功率因子21 μW·K^-2·cm^-1.     

肋片板式蒸发冷凝器传热性能及优化研究

提出一种肋片板式蒸发冷凝器,主要研究肋片间距和肋片高度对工质强化传热和阻力性能的影响。计算与优化结果表明:肋片高度从12 mm增大到20 mm时,出口温度降低8.98 K,压降却增大三倍;肋片间距从40 mm增大到7 mm,温度下降1 K左右,压降减小27 Pa。应用多目标遗传算法,将"出口温度低,压降小"作为优化目标函数,研究肋片板式蒸发冷凝器的结构优化,得到优化结果的Pareto front分布,同时得到肋片间距和肋片高度分别为69.275 mm和15.71 mm,为板式蒸发冷凝器的改进和发展提供一定的指导意义。     

基于光谱诊断的热源间距对激光-脉冲GMAW复合焊等离子体物理特性影响研究

激光电弧复合焊中,热源间距会影响到等离子体物理特性,进而影响到焊接过程的稳定性及焊接质量。 基于Boltzmann作图法和Stark展宽法研究了不同热源间距下的激光-脉冲GMAW复合焊峰值阶段的温度场和电子密度分布,并结合高速摄影手段分析了热源间距对温度和电子密度的影响规律。 光谱诊断结果表明,随着热源间距的增大,激光等离子体的温度和电子密度都没有明显的变化;电弧温度出现下降,电弧电子密度则呈现先增高后降低的趋势。     

微针肋槽道内去离子水换热特性

设计了槽肋比为1:2和2:1的矩形大长宽比微针肋散热器,并实验研究了去离子水在其内的流动换热性能。结果表明:当进口温度为40 ℃、微针肋槽道在雷诺数小于650、最高壁面温度低于77 ℃时,单位面积散热量可达21.32 W/cm2。当雷诺数一定时,同一个槽道壁面温度沿着流动方向不断增加、同一个位置壁面温度随着加热功率的增加而增大,局部努谢尔数沿着流动方向先减小后逐渐增加并趋于定值。当针肋流动换热长度较长时,其入口效应可以忽略,槽道平均努谢尔数随着雷诺数的增大而增大,与加热功率无关;为了更好地表达微针肋槽道内的换热特性,考虑了槽肋比、流动雷诺数等影响,拟合了去离子水在微针肋槽道内的对流换热关系式。     

掺杂型聚合物的电晕极化特性及其机理研究

实验研究了聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)掺杂生色团分散红DR19的电光聚合物的电晕极化特性.结合吸收光谱法和显微镜形貌分析了极化电压、极化温度以及极化时间对极化效果的影响.理论和实验分析得出极化电压增大可以增大聚合物内部极化电场,但电压过大会引起薄膜击穿而降低极化效果;而极化温度升高可以增大分子取向力,但在聚合物玻璃化温度以上会导致相分离;极化时生色团分子的取向随时间增大并逐渐达到动态平衡.实验结果表明:表征极化效果的序参数随极化电压的增大而先增大后减小,随极化温度的升高而先增大后减小,随极化时间的增长先增大后趋于稳定.     

线-板式脉冲电晕放电反应器的发射光谱研究

以发射光谱法为基础,检测了常压状态线-板式脉冲电晕放电过程OH自由基在反应器内的空间分布;研究了线电极直径,线线间距以及线板间距对生成OH自由基的影响;从而明确脉冲电晕放电反应器的性能。结果显示:OH自由基浓度沿线电极X轴方向逐渐降低,活化区域半径20mm左右,沿Y轴方向先升高后降低,活化区域半径大于30mm;线电极的直径小于2mm时,OH自由基的光谱强度基本不变,线电极直径继续增大,发射光谱强度随之迅速下降。线线间距逐渐增大,OH自由基的发射光谱强度随之增强。OH自由基的发射光谱强度随着线板间距的增大而降低。     

锂离子进入碳纳米管端口速度的分子动力学模拟

锂离子进入碳纳米管端口的速度V Li是影响锂离子电池充电性能的重要因素.采用分子动力学模拟方法,研究了直径、温度、电场强度和端口改性官能团四种因子对其影响.运用正交实验方法,分析得出了各因子及其不同水平的影响规律.结果表明,四种因子的影响力度由大到小依次为:电场强度、官能团类型、碳纳米管直径和温度.在本文的模拟条件下,随着电场强度和碳纳米管直径的增大,V Li逐渐增加,且在电场强度下的增幅会更显著;碳纳米管端口官能团分别改性为氢原子(—H),羟基(—OH),氨基(—NH2)以及羧基(—COOH)时,V Li会逐步降低;随着温度的增大,V Li先增加后减小,但整体波动偏幅不大.     

极化条件对偶氮化合物薄膜中分子取向的影响

 为探索不同的极化条件对分子取向的影响,用旋涂法制备了偶氮主客体掺杂薄膜,并用电晕极化的方法分别在不同温度和厚度条件下使分子取向,通过测量极化前后紫外-可见吸收谱,研究了平均取向因子的变化,并和二次谐波产生结果进行了比较。实验结果表明：对于厚度相同的偶氮薄膜,随着温度的升高,平均取向因子增大,但二次谐波信号强度先增大后减小;温度越接近聚合物玻璃转变温度,分子越容易取向,但温度过高,聚甲基丙烯酸甲酯变为粘滞态,部分偶氮分子容易在高温下蒸发掉,导致二次谐波信号强度降低,而平均取向因子增大;随着薄膜厚度的增大,针-板电极电场造成薄膜内部电场分布的不均匀性增加,极化效率降低,平均取向因子不断减小,二次谐波信号强度先增大后减小。     

大气压脉冲调制射频氩气放电等离子体特性的数值研究

基于等离子体流体理论,建立了大气压脉冲调制射频氩气放电的一维流体模型。通过数值模拟的方 法研究了放电参数(放电电极间距、射频频率)对氩等离子体特性的影响。研究结果表明：当电压固定时,随着电 极间距的增加,等离子体区逐渐增大,最大电子密度也增加,在 0.20cm 达到最大值后略有降低;放电电流密度 与输入功率密度随着电极间距的增加而增加;鞘层区电子温度随着电极间距的增加而降低;在脉冲开启前期,等 离子体区电子温度随着电极间距的增加而增加,但当脉冲开启后期,电极间距对等离子体区电子温度影响较小。 不同射频频率下最大电子密度随电极间隙的增加而减小,也具有一个最优值。      

HL-2M 偏滤器超汽化结构冷却性能研究

利用 ANSYS CFX 分析软件对 HL-2M 偏滤器超汽化结构模块方案进行了热工水力分析。研究结果 表明：在流道高度为 6mm 时,翅片高度为 3mm、厚度为 4mm 的超汽化结构排热能力最佳。当超汽化结构偏滤 器表面热流密度为 10MW·m^-2 时,靶板表面最大温度小于 700℃,热沉最大温度小于 300℃,满足排热能力需求和材料许用范围。     

椭圆形和圆形翅片管流动与传热的数值研究

对椭圆管椭圆翅片间的流动与传热规律进行了三维数值研究,分析了不同翅片间距、迎面风速对表面换热系数和流动阻力的影响;与具有相同结构参数(相同的基管当量直径和翅片厚度、表面积)的圆管圆翅片进行比较表明,在相同条件下,两者的表面换热系数相差不大,但椭圆管椭圆翅片间流动阻力却有明显的减小.场协同分析表明,翅片迎风侧的换热要优于背风侧;通过适当增加迎风侧翅片面积,减小背风侧翅片面积,可以在强化换热的同时,减小流动阻力.     

发光二极管灯具鳍片式散热结构

为了提高发光二极管（LED）灯具的性能,依据LED散热指标,计算了散热面积,建立了LED鳍片式散热模型,最终利用ANSYS软件对其进行了仿真。研究结果表明:当鳍片间距与鳍片厚度比为3∶2、底座厚度与鳍片厚度为1∶1时,散热效果最好;随着鳍片数目和鳍片高度的增加,散热效果也有所增强。     

Experimental Investigation Of Spray Cooling Heat Transfer On Straight Fin Surface Under Acceleration Conditions

A spray cooling heat transfer experiment on straight fin surface under acceleration conditions was conducted to investigate the effects of acceleration, flow rate, and nozzle height. The results show that the acceleration can improve the heat transfer performance in a limited way. In addition, whether in the acceleration or stationary condition, the flow rate as well as the nozzle height has the same impact on the spray cooling performance. It is also observed that the surface temperature can influence the effect of flow rate on spray cooling performance, and the cooling performance becomes worse with the increase of nozzle height.     

空气源热泵蒸发器结霜过程数值模拟

建立了一个空气源热泵蒸发器结霜过程的动态分布参数模型,该模型考虑了翅片温度的不均匀分布、水蒸气在霜层中的扩散以及霜层参数动态变化等影响因素。理论计算结果与实验数据吻合较好。与常规模型相比,该模型对翅片表面霜层厚度的预测精度有很大程度提高,此研究为进一步完善多排翅片管式换热器结霜模型奠定了良好基础。     

梳状散热器结构和角度对大功率LED结温的影响

利用计算流体力学(CFD)软件Fluent模拟了梳状肋片散热器的大功率LED灯的温度场分布。从散热器肋片高度、肋片间距以及灯具的照射角度三方面分析了散热器的散热效果。通过对比分析不同散热器的速度流场与温度场分布,得知当肋片高度为10mm、间距为4.1mm时散热器散热效果最佳。灯具的照射角度也会影响到散热器的散热性能,当照射角为90°时散热器性能最佳。     

炸药落锤实验及样品厚度效应的三维数值模拟

为了研究落锤实验中炸药的概率点火行为以及试样厚度对点火的影响,对脆性炸药PBX-2的落锤实验开展了三维数值模拟。采用有限元与离散元相结合的方法,并考虑了炸药材料的非均匀性,获得了炸药在不同落高下的点火概率分布,落高计算结果与文献报道的实验结果相符。此外,研究了落锤实验中试样厚度对炸药温升过程及点火阈值的影响,拟合得到了压力峰值和点火阈值随试样厚度变化的估算公式,可以为实验设计提供参考。     

Hydrostatic pressure and temperature effects on the binding energy and optical absorption of a multilayered quantum dot with a parabolic confinement

The influence of hydrostatic pressure, temperature, and impurity on the electronic and optical properties of spherical core/shell/well/shell(CSWS) nanostructure with parabolic confinement potential is investigated theoretically. The energy levels and wave functions of the structure are calculated by using shooting method within the effective-mass approximation.The numerical results show that the ground state donor binding energy as a function layer thickness very sensitively depends on the magnitude of pressure and temperature. Also, we investigate the probability distributions to understand clearly electronic properties. The obtained results show that the existence of the pressure and temperature has great influence on the electronic and optical properties.     

Buckling and free vibration analysis of functionally graded cylindrical shells subjected to a temperature-specified boundary condition

Linear thermal buckling and free vibration analysis are presented for functionally graded cylindrical shells with clamped-clamped boundary condition based on temperature-dependent material properties. The material properties of functionally graded materials (FGM) shell are assumed to vary smoothly and continuously across the thickness. With high-temperature specified on the inner surface of the FGM shell and outer surface at ambient temperature, 1D heat conduction equation along the thickness of the shell is applied to determine the temperature distribution; thereby, the material properties based on temperature distribution are made available for thermal buckling and free vibration analysis. First-order shear deformation theory along with Fourier series expansion of the displacement variables in the circumferential direction are used to model the FGM shell. Numerical studies involved the understanding of the influence of the power-law index, r/h and l/r ratios on the critical buckling temperature. Free vibration studies of FGM shells under elevated temperature show that the fall in natural frequency is very drastic for the mode corresponding to the lowest natural frequency when compared to the lowest buckling temperature mode.     

Size effect in the melting and freezing behaviors of Al/Ti core-shell nanoparticles using molecular dynamics simulations

The thermal stability of Ti@Al core/shell nanoparticles with different sizes and components during continuous heating and cooling processes is examined by a molecular dynamics simulation with embedded atom method. The thermodynamic properties and structure evolution during continuous heating and cooling processes are investigated through the characterization of the potential energy, specific heat distribution, and radial distribution function(RDF). Our study shows that, for fixed Ti core size, the melting temperature decreases with Al shell thickness, while the crystallizing temperature and glass formation temperature increase with Al shell thickness. Diverse melting mechanisms have been discovered for different Ti core sized with fixed Al shell thickness nanoparticles. The melting temperature increases with the Ti core radius. The trend agrees well with the theoretical phase diagram of bimetallic nanoparticles. In addition, the glass phase formation of Al–Ti nanoparticles for the fast cooling rate of 12 K/ps, and the crystal phase formation for the low cooling rate of 0.15 K/ps. The icosahedron structure is formed in the frozen 4366 Al–Ti atoms for the low cooling rate.