基于响应面的铝板表面液滴冻结过程的实验研究

本文以铝板表面上液滴冻结过程为研究对象,研究多因素交互作用在液滴冻结过程中的影响规律。基于响应面实验方法,对不同的冷壁表面温度、空气温度、液滴初始温度及液滴体积的液滴冻结过程展开实验研究。结果表明：冷壁表面温度对液滴的冻结时间影响最大,其次是液滴体积和空气温度,而液滴初始温度对液滴冻结时间影响最小。由方差分析可知,冷壁表面温度和液滴体积之间的交互作用对液滴冻结时间表现显著,其他交互项作用不显著。     

钛表面液滴冻结的实验研究

基于可视化实验系统,研究了钛表面静止液滴的冻结行为,分析了底板倾斜角度对液滴的相变时间和接触直径的影响,以及液滴体积大小对相变时间的影响.结果 表明:底板倾斜角度对液滴相变时间的影响并不是单调的,随着底板倾斜角度增加相变时间呈现先减小再增加最后又减小的趋势,底板倾斜角度为0°以及35°时,相变时间最长;液滴的接触直径随...     

疏水表面结霜融霜过程中液滴行为研究

研究了自然对流条件下具有微纳结构铝基疏水表面上结霜、融霜过程中液滴的动态行为,分析了表面方位及接触角对冻结前冷凝和融霜后排液的影响。结果表明:水平疏水表面上冷凝液滴的直径和基底直径随时间而增加,液滴的接触角随时间的变化有一定波动,但呈减小趋势;放置一液滴在疏水表面上冷凝时,周围形成的小液滴以该液滴为中心,离它越远,小液滴尺寸越大;融霜后疏水表面上呈现规则的球缺状液滴,而裸铝表面上是不规则的液滴。     

快速减压条件下液滴热动力学行为的实验研究

实验研究了快速降压过程中悬挂单水滴闪蒸/冻结过程,得到了典型条件下液滴闪蒸/冻结过程的热动力学特征,并基于实验观测结果,探讨了不凝气体对液滴闪蒸/冻结热动力学过程的影响。实验发现,起始冻结时的液滴过冷度近似为常数,而再辉温度对应于终态蒸汽分压所确定的气固相变平衡温度。这些结果有助于正确预言高真空环境中的液滴闪蒸/冻结特征。     

滴状冷凝中液滴的内外压差及临界半径

用热力学方法证明了壁面上球冠形液滴的内外压差同样遵循经典的Laplace方程,并用力学方法给予了验证.液滴的内外压差与固液接触角无关,只取决于液体的表面张力和液滴半径;液滴的临界半径也与接触角无关,其值可用经典的Kalvin公式计算 关键词： 滴状冷凝 液滴 压差 临界半径     

水平均质表面上液滴聚合过程的可视化实验研究

对水平均匀表面上液滴的聚合过程及特性进行了可视化实验研究,获得了液滴半径和液滴物性等参数对液滴聚合过程中液滴液桥半径和接触角变化特性的影响规律。实验结果表明:液滴聚合中液桥半径和接触角都呈衰减振荡变化; 聚合前液滴半径越小,液桥半径振荡频率越大,振幅越小,振荡时间越短;液滴的粘度越大,液桥半径的振荡频率越小, 振幅越小,振荡时间越短;液滴聚合前的接触角明显大于聚合液滴静止后的接触角,其差值与固体界面状况和气、固、液物性相关。     

疏水性润湿梯度表面液滴脱离过程的实验研究

基于标准MEMS工艺设计并加工了一种具有微结构的疏水润湿梯度表面,通过光学可视化测试系统,采用高速图像采集装置和标准振动台研究了液滴与润湿梯度表面脱离过程中,形态、接触角、受力等参数的变化规律。结果表明:液滴在与疏水润湿梯度表面脱离过程中,将出现拉伸现象,处于相对疏水侧的边缘脱离速度要快于处于相对亲水侧。脱离过程中液滴高度、宽度和接触角变化可明显分为两个区域,两区域内液滴高度、宽度和左右两侧接触角变化呈现出显著不同。通过液滴与微结构顶部间受力分析发现,润湿梯度造成的液滴受力不均是导致液滴边缘脱离速度出现不对称的原因。     

低电压对纯水/盐溶液过冷液滴冻结的影响

本文通过实验研究了低电压下纯水/盐溶液过冷液滴的冻结现象,测量了在1 V电压下液滴在金表面的冻结温度。实验结果表明外加低电压对纯水液滴冻结的影响较小,而对0.1 mol·L^-1的KCl溶液液滴的冻结影响较明显。当金表面电势高时,盐溶液滴平均冻结温度上升,反之平均冻结温度下降。基于双电层假设,认为在低电压下纯水中双电层内电场强度低,对形核率的影响相对较小。盐溶液中的离子与电极表面形成的双电层内电场强度比纯水更高,对形核有更明显的影响;当外加电压削弱了双电层内的电场强度时,形核率下降,反之形核率上升。     

液滴撞击固体表面铺展特性的实验研究

利用高速摄影仪记录了不同液滴撞击固体表面的形态变化过程, 并探讨了液滴撞击参数对撞击过程液滴形态的影响. 结果表明: 液滴黏度对液滴铺展过程起着决定性作用, 液滴表面张力对液滴铺展后的回缩起到主导作用, 两者的共同作用决定着液滴的震荡特性; 撞击速度的提高会增大液滴的最大铺展因子, 但达到最大铺展的时间因表面张力的不同呈现不同变化规律.     

基于MPS方法的水平圆柱表面液滴流动现象研究

本文改进MPS方法的壁面边界条件,模拟了不同液滴-圆柱尺寸比α和Do数下的水平圆柱表面液滴流动现象。结果表明,该现象可以分为四个阶段,即初始接触铺展,周向铺展而轴向收缩,顶部收缩而底部汇合以及底部液滴落下。在α和Re数-定的情况下,随Do的增大,液滴会依次出现四种运动形态,即稳定停留在圆柱顶部,稳定停留在圆柱底部,在圆柱底部汇合后落下以及在圆柱底部汇合前落下。随α减小,形态转变的Do数区间会减小,在α足够小时,底部停留的形态会消失。     

冷表面上水滴冻结过程的研究

本文对冷表面上的水滴冻结过程进行了研究.用显微成像系统对该过程进行了现象观察,采用热电偶对水滴中心温度进行了测量.实验发现,水滴温度随冷表面温度下降而下降,稍低于0℃时没有显著相变.水滴温度继续降低到约-5℃时发生明显相变,同时,水滴中心温度迅速回升并维持在稍低于三相点温度,冻结锋面到达热电偶所在的水滴中心位置后又逐渐下降,直到非常接近冷表面温度.建立了该过程的数学模型并进行了数值模拟,结果与实验基本符合.     

梯度表面能材料上液滴运动特性实验

对水平和30°倾角放置梯度表面能材料表面上液滴运动特性进行了可视化实验,分析了液滴在梯度表面上运动速度的变化规律,以及液滴大小和表面倾角对运动速度变化的影响.实验结果表明:在梯度表面能材料上,液滴能获得较大的宏观运动速度,并可以沿30°倾角放置的梯度表面材料上自下而上的运动;大液滴较小液滴的峰值运动速度大,运动距离更远;液滴在运动过程中出现蠕动的现象.     

低压闪蒸液滴形态和温度变化的研究

将液滴在常压下突然置于低压环境中,液滴由最初的平衡状态变成过热状态,发生闪蒸.本文实验研究了低压闪蒸液滴内部形态和温度的变化,系统描述了液滴闪蒸过程中的各种形态变化,总结了稳态闪蒸和稳态结冰过程中环境压力和初始温度对温度变化的影响.实验结果表明液滴闪蒸分六种形态.稳态闪蒸中环境压力越低,液滴的最终温度也越低;液滴的初始温度越高,降到最低温度的时间越长.稳态结冰过程中,液滴初始温度增加,液滴结冰温度和结冰回升最高温度也随之增加;液滴的结冰温度和回升最高温度随环境压力的增高而减小.     

低环温空气源热泵系统的试验研究

介绍了研制出的带闪蒸器的涡旋压缩机低环温空气源热泵机组的样机,并对样机进行了试验研究及性能分析.试验结果表明:在-12℃的低温环境中,该系统仍可以提供足够的热量,能够满足低温环境的采暖要求.并分析了热泵系统的制热性能随着电子膨胀阀开度的变化规律.     

自然对流下亲水表面上抑霜的研究

本文用自行研制的强吸水性涂料制作了亲水表面,并在其上进行了结霜研究。在不同实验条件下进行了吸水表面与普通金属表面上的霜厚及霜表面温度的测量、对比,并研究了影响亲水表面结霜的因素。结果表明,这种涂层具有明显的抑霜效果,在较易结霜的实验条件下可使初始霜晶出现时间延迟15分钟以上,在低于冰点的一定范围内,可以使初始霜晶出现的时间延迟3小时以上,霜厚减少40%以上,霜表面温度低且霜层疏松,在外力的作用下很容易除去。     

结霜发生随机性的实验研究

结霜是影响制冷设备工作的不利因素之一,对结霜发生的研究可以指导改进除霜方案。本文通过显微摄像的手段研究了结霜发生过程。对于不同的冷壁面温度和水蒸汽分压力,有两类结霜发生过程:一是经过气液固相变形成霜,二是经过气固相变形成霜。实验观察到第一类结霜的转变时间具有随机性,并对此现象进行了分析。     

多组份混合燃料滴着火规律的研究

1前言多组份燃料滴的着火研究有很重要的实际与理论意义。人们在实际中使用的传统液体燃料通常都是由多种分子结构、沸点等技术指标相差较大的组份混合而成的，另外，人们在实践中发现使用一些混合燃料如油一酒精，油一甲醇，重油一轻油以及油水乳化液等，可以改善蒸发过程，改善气相反应的化学特性。这就使得混合燃料具有改善内燃机工况及减少污染物排放的潜在优点。所以多组份燃料滴着火燃烧的研究更有意义。多种组份液滴的蒸发、着火比单组份液滴更为复杂，不同点主要集中在以下三个方面：（1）液滴内热量与组份的输运过程更为复杂；（2…     

液滴撞击等温固体平壁的数值模拟

建立了液滴撞击等温固体平壁的物理和数学模型,数值模拟了撞击后液滴的变形和反弹过程,将模拟结果与文献中的实验结果做了比较,两者吻合较好,表明所采用的模型可以模拟液滴在水平壁面上的运动形态.通过比较不同条件下铺展因素随时间的变化规律,分析了液滴碰撞速度、初始接触角对变形过程的影响.     

冷表面温度对动态结霜过程霜层特性影响的实验研究

本文利用直流风洞型冷表面结霜实验台,对冷表面温度变化条件下,动态结霜过程的霜层特性进行了实验研究。分析了结霜条件为:空气温度10.5℃、相对湿度80%、风速3m/s、冷表面温度-3.5～-19.7℃范围内,结霜过程的结霜速率、除霜频率、霜层高度、结霜量、霜层密度及霜层导热系数等霜层物性参数的变化规律。     

激波诱导液滴变形和破碎现象实验研究

本文介绍了用于激波诱导液滴变形和破碎现象研究的实验系统及方法,详细分析了激波与液滴相互作用以及液滴加速、变形和破碎过程,为进一步研究激波诱导的液滴内流场性质及气液相间相互作用对液滴变形和破碎的影响机制提供了基础实验数据。