颗粒无序堆积床内颗粒-流体对流传热系数的研究

本文采用萘升华热质比拟实验方法测量了颗粒无序堆积床中颗粒流体之间的对流传热系数。文章首先针对堆积床中的"入口效应"进行了研究,发现入口处传热系数低于内部传热系数,其影响存在于几个颗粒直径范围内,并在6~8倍颗粒直径后达到传热充分发展区。其次对比了充分发展区的传热系数和Wakao公式的预测值,其平均偏差为11.83%。最后从孔隙率对传热的影响出发,对Wakao公式的适用性进行了探讨。     

颗粒有序堆积多孔介质对流换热实验研究

本文采用"瞬态单吹反问题研究方法"对颗粒有序堆积多孔介质内的强制对流换热进行了实验研究。详细研究了颗粒堆积方式变化对多孔介质内对流换热的影响,并对均匀与非均匀颗粒堆积多孔介质内的对流换热特性进行了对比分析。研究表明:通过对颗粒进行合理有序堆积,可以使相应多孔介质内的压降显著降低,其综合换热效率明显提高;通过拟合获得了颗粒有序堆积多孔介质内的宏观流动换热实验关联式,其形式与传统经验公式(Ergun公式和Wakao公式)一致,但部分模型参数值远低于传统经验公式。     

固态氚增殖包层中球床堆积性能研究

基于球床堆积实验和离散元数值模拟对包层中球床的堆积性能做了初步研究。圆柱形一元(单尺寸颗粒)球床的堆积性能的结果显示随着球床直径与颗粒直径比的增大,球床的平均堆积因子逐渐增高,实验与模拟结果一致;采用二元颗粒(双尺寸颗粒)、提高颗粒粒度比可以显著提高球床的堆积因子,二元球床的堆积因子随着大颗粒体积分数的增加先增加后减小,在大颗粒体积分数约为60%~80%时达到最大。优化了二元球床的填充工艺,最终二元球床的堆积因子基本达到0.8,但球床的均匀性欠佳。     

壁流式柴油机颗粒过滤体捕集性能的实验研究

过滤压降和过滤效率是评价过滤体性能的重要指标.实验室搭建了捕集柴油机颗粒的发动机台架.通过台架实验,研究了过滤体结构参数对过滤体性能的影响.研究结果表明;随过滤体长度的增加,过滤压降逐渐减小,初始过滤效率先缓慢增加,后急剧下降;增加过滤体的孔隙率有利于降低过滤体初始压降和压降增长率;孔隙率较低的过滤体具有较高的初始过滤效率,但在颗粒层过滤阶段,孔隙率对过滤效率的影响不明显;颗粒层的沉积结构特性受过滤速度的影响,颗粒层比阻与颗粒层堆积厚度乘积的变化率随过滤速度的变化呈非线性关系变化.     

氚增殖剂球床内氦气流动特性的数值模拟

通过计算流体力学(CFD)数值模拟方法,对氚增殖剂球床内部的氦气流动特性进行了初步研究。分析了球床流通长度和流通截面对提氚气体压降的影响,获得了不同入口流速下规则堆积球床和随机堆积球床的压降和阻力系数。      

HCCB-TBM包层Li_4SiO_4球床堆积结构的数值模拟

通过离散元法初步模拟了微球在重力作用下的堆积行为,并分析了氚增殖区Li_4SiO_4球床的局部堆积结构。研究结果表明,摩擦系数和恢复系数对球床最终堆积结构有很大的影响。当摩擦系数较小时,摩擦系数对球床堆积结构的影响起主要作用;当摩擦系数较大时,恢复系数对球床堆积结构的影响起主要作用。球形颗粒从靠近壁面处的规则分布逐渐过渡到内部区域的均匀随机分布。球床局部堆积因子表现出了明显的壁面效应,其分布随着微球到壁面距离的增加而呈现出振幅逐渐减小的振荡趋势。所得到的球床堆积结构信息可用于研究球床传热特性和提氚气体流动特性的随机堆积球床模型的建立。     

颗粒堆积吸附床内三维数值传热计算

吸附床内传热过程的分析和计算是吸附式制冷研究的重要基础内容之一.在对颗粒堆积吸附床内传热过程分析的基础上,通过对吸附床内复杂传热过程进行合理简化,建立了吸附床内部三维非稳态无内热源传热数学模型,并以硅胶-水工质对为例进行了求解,计算所得吸附床换热系数数值与根据相关文献中提供的实验数据所推算山的数值十分接近.同时,根据计算结果分析了吸附床内部传热过程,为颗粒堆积吸附床的设计和优化提供了一种简单而有效的理论方法.     

杆状颗粒流化特性的DEM-CFD数值模拟研究

本文采用离散元气固耦合数值模拟方法(DEM-CFD)对不同长径比的杆状颗粒在气相中的流化过程进行了数值模拟研究。本文在宏观上分析了杆状颗粒的流动结构和床体的压降特性,并从微观上探究了杆状颗粒取向角的变化规律。结果表明,在气泡边沿处,杆状颗粒的主轴和气泡轮廓趋向一致。同时,长径比越大,床体发生流化所需的最大压降就越小,但也越加难以流化。另外,随着气流速度的增加,不同长径比下颗粒平均取向角间的差异逐渐减小。     

HCCB-TBM����Li4SiO4�򴲶ѻ��ṹ����ֵģ��

通过离散元法初步模拟了微球在重力作用下的堆积行为,并分析了氚增殖区Li4SiO4球床的局部堆积结构.研究结果表明,摩擦系数和恢复系数对球床最终堆积结构有很大的影响.当摩擦系数较小时,摩擦系数对球床堆积结构的影响起主要作用;当摩擦系数较大时,恢复系数对球床堆积结构的影响起主要作用.球形颗粒从靠近壁面处的规则分布逐渐过渡到内部区域的均匀随机分布.球床局部堆积因子表现出了明显的壁面效应,其分布随着微球到壁面距离的增加而呈现出振幅逐渐减小的振荡趋势.所得到的球床堆积结构信息可用于研究球床传热特性和提氚气体流动特性的随机堆积球床模型的建立.     

自组织结构的控制:从平衡过程到非平衡过程

自组织是自然界广泛存在的一种自发从无序到有序的转变过程.从晶体的生长到生物功能结构的形成,自组织过程的影响和作用无处不在.生物功能结构通常是具有多尺度特征的复合结构.其中纳米结构的形貌及其空间排列方式对生物功能的实现起着关键作用.功能结构有两大类:平衡结构和非平衡结构.本文总结了功能结构和人工仿生结构的最新进展.研究发现,虽然物理科学和材料科学在有关静态平衡功能结构的研究上取得了令人激动的进展,但在如何实现具有响应和适应性的动态非平衡功能结构上,仍然面临着挑战.本文认为,远离平衡态的活性体系在周期性驱动力的反复激发和训练下,有可能演化出非平衡的动态结构.这为实现具有自适应和自修复功能的非平衡结构提供了一种可能途径.     

三维颗粒有序堆积床内传质数值研究

本文运用体积平均法研究存在保留作用的三维颗粒有序堆积结构内的传质现象,从堆积形式和颗粒形状两个角度研究色谱柱内分离性能的变化。结果表明:无论存在保留作用与否,面心立方体结构由于对流场分布均匀性的改善获得了良好的分离性能;简单立方体堆积及其因颗粒形状变化形成的衍生结构虽具有相似的速度场分布,但是其分离性能差异较大,采用长椭球颗粒的堆积可获得更好的分离性能。     

受振颗粒“毛细”系统中的对流与有序化

将球形颗粒倒入内径较窄的管状容器时,管壁的曲率会对颗粒的堆积结构产生影响,存在壁效应. 实验表明通过连续的竖直方向的振动,壁效应可以被强化,颗粒可以经由对流由无序排列转变为稳定的同轴筒形“壳层”结构. 每一壳层内,颗粒是二维的六角密堆积, 在这一转变过程中,颗粒堆积率的径向分布由初始的衰减振荡转变为等幅振荡. 分析了堆积率的不均匀性及空气在对流中的作用,以及形成“壳层”结构的动力学过程,对“壳层”结构的稳定性亦进行了讨论. 关键词： 颗粒物质 对流 有序化 毛细     

短程有序结构中光的吸收特性研究

本文研究了短程有序程度对二维新型超齐构模型(SHU)和传统的硬盘堆积模型(HD)吸收能力的调控作用。首先,在不同的纳米孔数目条件下,两种结构对尺寸效应的敏感程度不同。孔数目的变化对HD结构的吸收特性的影响较小,SHU结构的吸收能力随着纳米孔数目的增多不断增强最终趋于稳定。短程有序程度的增加会增强特定波段的布拉格散射强度,使得吸收图谱出现逐渐增强的吸收峰,吸收能力进一步提高.与HD结构相比,SHU结构的吸收图谱对短程有序程度的变化更加敏感,且整体吸收能力优于HD结构.本文对于研究光在无序介质中的吸收和散射特性具有重要的理论和应用价值。     

金光栅/金纳米颗粒SERS基底的设计、制备及其性能

表面等离子激元（SPP）和局域表面等离子共振（LSPR）耦合产生的电场增强显著高于单纯LSPR引起的电场增强。因此一种新型高效的表面增强拉曼散射（SERS）基底是寄希望于在一种复合基底中实现SPP-LSPR耦合获得的。基于SPP-LSPR耦合机理,提出一种针对633 nm激光使用的金光栅/金纳米颗粒SERS基底的设计思路以及光栅和纳米颗粒的具体结构参数。为了验证设计方法的正确性,利用电子束光刻法和化学合成法分别制备了具有相应几何尺寸特征的金光栅和金纳米颗粒,并将它们复合在一起得到了光栅/纳米颗粒SPP-LSPR耦合型复合SERS基底,这个基底相比仅有金纳米颗粒制备的LSPR型SERS基底,在检测R6G溶液时浓度可以降低2个数量级,增强因子是后者的72倍,实验结果和时域有限差分（FDTD）法理论拟合的结果基本一致。     

纳米固体材料

纳米固体材料是80年代研制成功的一种具有新型结构的材料.它是由粒度为1-15nm的超微粒子,在保持表面洁净的条件下加压成型而得到的固体材料.它包括纳米金属、陶瓷、非晶态材料及复相材料等,也可分为纳米晶态材料和晶态玻璃,即纳米晶态材料的纳米颗粒可以是晶体,也可以是非晶.纳米固体材料的结构既不同于长程有序的晶体,也不同于长程无序、短程有序的非晶态玻璃,而表现为长、短程均无序的“类气体”固态结构.纳米固体材料是无数微粒子的聚合体,界面原子的比例很高,而纳米材料颗粒之间通过界面发生相互作用,会在颗粒之间产生量子输运的隧道效…     

压力循环流化床中的传热研究

本文从理论与试验上研究压力循环流化床中床－壁面传热系数的变化规律。对常压循环流化床中的传热模型进行修正，发展了压力循环流化床中的传热模型。试验测试了床内传热系数随床内固体颗粒浓度、颗粒径和运行风速的变化规律。提出计算床－壁面传热系数的无量纲经验公式。     

螺旋弹性管束换热器壳程振动强化传热研究

为揭示螺旋弹性管束换热器的振动强化传热机理,基于一种双螺旋弹性管束换热器,采用双向流固耦合计算方法,对螺旋圈数、入口流速和壁面温度对其壳程流致振动强化传热特性的影响进行了研究。结果表明:随着螺旋圈数的增加,管束的面均传热系数和单位压降下的面均传热系数均降低,但相对面均传热系数误差、PEC值和体均传热系数均增大。随着入口流速的增加,管束的面均传热系数、相对面均传热系数误差和PEC值均增大,但单位压降下的面均传热系数降低。随着壁面温度提高,螺旋弹性管束传热会显著增强,但振动对管束强化传热影响不大。     

半导体电子态理论简介(Ⅲ)

四、非晶态半导体 非晶态半导体属于无序系统的物质.无序系统包括固溶体、非晶体、准晶体等,它们都不存在晶体的平移对称性.固溶体的特点是结构有序、组分无序.非晶体的特点是短程有序,长程(结构)无序.准晶体的特点是短程有序,长程部分有序,有点群对称性但无平移对称性、无序的分布都是随机的.与有序系统相比,无序系统有一些新的特点,例如局域化. 关于局域化问题,常用紧束缚方法来讨论,哈密顿量其中　　是原子态　的能量,V是原子间的相互作用能量.对于晶体,　　是常数.如果晶体是三维简单立方,则它的能带(取　　=0)为态密度如图 11(a)所示,…     

除湿换热器尺寸结构对其热湿传递特性的研究

建立了通用型除湿换热器测试平台,对两种翅片长度的除湿换热器(LDCHE和SDCHE)涂覆干燥剂前后的传热传质性能进行了测试研究。研究结果表明,与普通换热器相比,除湿换热器由于干燥剂涂层的影响,其传热能力削减30%,压降增加60%。其他结构尺寸不变,翅片长度增加一倍时,除湿换热器传热系数减少50%,除湿效果提高40%,压降增加80%,除湿与再生的能效比均降低。增加翅片长度能够强化除湿效果,但传热性能降低,增加能耗。     

错列梭形翅片流道内流体流动与换热特性研究

建立了梭形翅片组成的不同结构尺寸的周期性流道模型,使用ANSYS Fluent软件研究了不同进口雷诺数和不同翅片结构参数对翅片组成流道内的流体流动和换热特性的影响。研究表明:传热系数随雷诺数的增加而增加,且变化呈线性。压降随雷诺数增加不断增大,且增加的幅度逐渐变大.传热系数和压降均随梭形翅片高度的变化先减小后增大,变化曲线均存在波谷,且最小值均出现在翅片高度b在2 cm和3 cm之间。传热系数随着翅片列间距的增加逐渐减小,在翅片列间距c为20 mm附近变化幅度变小。压降随着翅片列间距的增加逐渐减小。传热系数和压降均随翅片行间距d的增加而逐渐减小,但减小的幅度逐渐变小.在本文研究范围内,为了获得更好的综合性能推荐2000≤Re≤6000,b≤2mm,19 mm≤c≤21mm,6 mm≤d≤7 mm。