倾斜均质表面上等径水滴聚合过程的可视化实验

对倾斜均匀表面上等直径水滴的聚合过程及特性进行了可视化实验研究,获得了水滴直径和表面倾角等参数对液滴聚合过程中液滴液桥半径、接触角和接触线变化特性的影响,分析了水滴聚合对其运动的影响.实验结果表明:表面倾角越大,下滑的临界半径越小;液滴的直径越大,液滴聚合后越容易下滑;液滴聚合可以加快液滴的运动,使下滑临界半径减小.     

倾斜均质表面上非等径液滴的聚合特性

对倾斜均匀表面上非等径液滴的聚合过程及特性进行了可视化实验研究,获得了液滴半径和表面倾角等参数对液滴聚合过程中液滴液桥半径、接触角和接触线变化特性的影响规律,进一步说明了倾斜表面上液滴聚合可以加快液滴的运动.     

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.     

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。     

液滴在梯度微结构表面上的铺展动力学分析

本文通过改变肋柱宽度和间距, 构造了二级和多级梯度微结构表面, 采用格子-Boltzmann方法对液滴在两种梯度表面上的铺展过程进行了研究, 探析液滴运动的机理和调控方法. 结果表明, 在改变肋柱间距的二级梯度表面上, 当液滴处于Cassie态时, 接触角滞后大小与粗糙度梯度成正比关系; 当液滴从Cassie态转换为Wenzel态或介于两者之间的不稳定态时, 这一正比关系不再遵循. 在改变肋柱宽度的二级梯度表面上, 接触角滞后大小与粗糙度梯度始终成正比关系. 在多级梯度表面上, 随液滴初始半径增大, 接触角滞后减小, 但液滴平衡位置相较于初始位置偏离增大. 对梯度微结构表面上液滴运动和接触角滞后的定量分析, 可为实现梯度微结构表面液滴运动调控提供理论依据.     

液滴冲击液膜过程实验研究

实验显示了液滴撞击物体表面液膜后产生水花、发生飞溅,特别是产生“钟形”水花等的流动现象.根据实验结果,探讨了液滴冲击速度、液体黏性、表面张力、液滴直径和液膜厚度等对液滴冲击后产生的流动现象,以及液膜形状演化的影响,分析了观测到的鲜有文献报道的液滴撞击液膜后产生“钟形”水花的现象. 关键词： 液滴 液膜 冲击 流动显示     

液滴冲击液膜过程实验研究

实验显示了液滴撞击物体表面液膜后产生水花、发生飞溅,特别是产生“钟形”水花等的流动现象.根据实验结果,探讨了液滴冲击速度、液体黏性、表面张力、液滴直径和液膜厚度等对液滴冲击后产生的流动现象,以及液膜形状演化的影响,分析了观测到的鲜有文献报道的液滴撞击液膜后产生“钟形”水花的现象.     

均匀液滴尺寸及间距的实验研究

液滴发生器产生液滴的尺寸和间距影响液滴层的辐射和蒸发特性,液滴尺寸及间距的可控性值得重点关注。根据Weber的射流不稳定修正方程,确定了均匀液滴流产生的无量纲波数及扰动频率范围,结合射流质量守恒,分析了均匀液滴流中液滴的尺寸和间距与无量纲波数的关系。在不同喷孔直径和射流压力下,对理论和实验结果进行了对比,验证了液滴尺寸和液滴间距的理论计算结果,为液滴层辐射蒸发特性的研究提供了依据。     

表面微结构对液滴三相线移动行为影响研究

为研究表面微结构对液滴三相线移动行为的影响,采用标准MEMS工艺在硅基表面加工出了具有不同尺寸及间距的柱状微结构疏水表面。通过多角度光学可视化实验系统,研究了液滴蒸发时,不同微结构区域内液滴三相线移动行为,分析了微结构尺寸及间距对三相线移动特性和蒸发模式的影响。结果表明：处于不同微结构阵列上的液滴在蒸发过程中将出现三相线的非对称移动,液滴两侧出现不同的蒸发模式,且在后退接触角较小的一侧出现了一种不同于目前三种蒸发模式的现象-三相线固定,接触角呈周期性锯齿状波动,最后基于能量原理分析了液滴三相线移动所需能量与后退接触角之间的联系,解释了产生上述行为的原因。     

PMMA低温表面液滴凝结过程的实验研究

为了解不同温度下有机玻璃(PMMA)表面蒸汽凝结相变、液滴生长以及传热的过程,对有机玻璃表面的液滴冷凝过程进行了可视化实验观测,将液滴的凝结形态、面积率、接触角及尺寸变化等参数进行了分析并绘制出变化曲线,发现蒸汽在有机玻璃表面凝结时可形成颗粒分明的珠状液滴,凝结时间越长液滴直径越大;底板温度越低,面积率越大,接触角越大。控制以上变量可以有效改善蒸汽凝结效果,有利于提高热量传递效率,为液滴相变(汽-液)特性和换热表面结霜除霜技术提供理论支持。     

不同光源条件下热敏液晶色温特性的实验研究

热敏液晶测温技术由于其非接触式测量和适用于复杂表面的特点而被广泛应用于传热领域。本文基于建立的彩色图像处理系统对美国Hallcrest公司生产的SPN/R35C10W型热敏液晶的标定进行了实验研究。实验分别研究了不同的相机视角和不同的光源强度对标定数据分布的影响,并给出了有效测温色调区间内温度和色调的关系式。实验发现相机视角位置是影响实验标定数据分布的一个重要因素,在视角小于30°的情况下才能忽略此因素对标定数据的影响。不同的光源强度对有效测温的色调区间的实验标定数据基本上没有什么影响,标定时光强设定以获取优良色彩呈现效果为佳。给定工况下的标定数据和拟合曲线之间显示了良好的符合性,测温精度可以达到0.8℃。     

高温熔融液滴的破碎特性研究

本文采用高速摄影和数字图像处理技术对高温熔融液滴与冷却水作用时的破碎现象进行了研究,用图像技术对高速摄影(1000 fps,512×512象素)照片进行处理,识别液滴破碎后所形成的碎片,并统计出碎片的数目及尺寸分布;还对液滴温度、冲击速度、水温等因素对液滴破碎过程的影响进行了实验研究和分析。研究结果表明,随着实验条件的改变,液滴破碎后的碎片有三种典型形态,冷却水温度对碎片形态有重要影响;碎片的当量直径符合累积高斯分布,分布曲线可用Sigmoid函数表示;冷却水温度越高,冲击高度越大,液滴温度越高,液滴的破碎过程进行得越彻底。     

具有微槽的圆管流动沸腾实验研究

1引言行化行业大量的立、卧式重沸器等中都涉及沸腾相变传热。超大规模集成电路的正常工作需要具有10’W／m’量级甚至更高的散热能力山，航天热环境控制也同样要求在小温差下具有极高的散热强度问。对于这些高热流、低温差传热问题，往往也采用沸腾相变的方法解决。沸腾强化技术研究有很长历史，已发展出许多有效的方法，Thome问对过去数十年的工作做了系统的综述。具有烧结多孔表面薄展的HIGHFLUX管则，机加工扩展表面的THERMOEXEC－E管问，西德研制的GEWA－T管问，虽然在强化池沸腾时具有优异性能，很少用于强化流动沸腾。在…     

微小空间蒸发传热的可视化实验研究

微小结构中蒸发传热过程的研究对高性能传热设备如毛细蒸发器等的设计和性能的提高 有着重要作用,因此成为近年来国内外传热界的研究热点之一。接触角在微小结构蒸发传热过程中 是一个非常重要的概念,因此,本文主要针对接触角随热负荷的变化规律进行了可视化实验研究。 实验结果表明,接触角发生了明显的滞后现象;当加热功率较大时,接触角对加热功率的反应更为敏感蒸馏水－玻璃体系的接触角大于无水乙醇－玻璃体系的接触角。     

窄缝通道中液氮的临界热流密度实验研究

本文在实验的基础上对窄缝通道中液氮的临界热流密度进行了实验研究。实验针对3个不同长度和间距尺寸的窄缝通道在多方位倾角的情况下进行。实验测量结果显示窄缝的方位倾角和窄缝的间距尺寸对临界热流密度有很大的影响。临界热流密度随窄缝间距尺寸的减小而减小,随着窄缝倾角的变化先增加(0°-90°)后减小(90°-180°),而窄缝长度对临界热流密度的影响作用较为复杂。通常,临界热流密度在倾角为90°时达到最大值。     

蒸发液面热对流与温度不连续现象的实验研究

实验研究了存在蒸发界面的水平液层中的热毛细对流对汽/液界面处温度不连续的影响.对于单纯的热毛细对流从理论和实验已有深入研究,但目前国际对蒸发与热毛细对流的耦合尚缺乏研究.特别是近期C.A.Ward等人研究发现了蒸发汽液界面处的温度不连续现象.本文以存在蒸发界面的水平薄液层为研究对象,测量了蒸发界面处的温度分布,研究了普...     

表面沸腾中接触角对液体过热度的影响

表面沸腾中接触角对液体过热度的影响刘朝，曾丹苓（重庆大学热力工程系重庆６３００４４）关键词液体过热度；接触角；涨落；统计系综１引言液体极限过热度的研究是研究沸腾热物理过程的基础。更为重要的是，液体的过热现象直接涉及到许多工程问题和技术安全问题。在实际...