低压蒸汽滴状冷凝表面温度分布实验研究

本文利用自组装技术制备了铜基十八烷基硫醇疏水表面(SAM),通过红外热像仪分析了低压条件下液滴表面和换热表面的温度分布以及液滴脱落引起的温度分布演变。实验结果表明:低压蒸汽冷凝条件下,冷凝表面局部温度分布不均匀;单个液滴表面温度呈中心高边缘低的凸型分布;随着液滴半径的增加,液滴表面温度升高;相同操作压力下,随着过冷度的增加,液滴表面温度降低。在液滴脱落过程中,液滴表面温度逐渐升高,同时裸露出的换热表面局部过冷度增大,局部表面温度呈现出中心低周围高的凹型温度分布,随之恢复到液滴脱落前的温度。随着蒸汽压力降低,冷凝临界过冷度增加,导致裸露表面上具有更低温度的中心区域核化点密度高,最终加剧了整个换热表面液滴尺寸分布的非均匀程度。     

蒸汽滴状冷凝液滴表面温度分布及演化

利用红外热成像技术研究了蒸汽滴状冷凝中液滴合并过程表面温度分布及演化机制,并基于此分析了不同尺寸液滴表面温度随传热通量变化的分布规律。实验结果表明:与蒸汽在微小液滴表面发生连续冷凝不同,液滴合并过程中蒸汽通过四个阶段实现在大液滴表面的周期性冷凝传热;其中,在液滴吸收蒸汽冷凝放热阶段和向壁面传热阶段之间存在一个平衡,高热通量时,蒸汽向液滴表面传热过程占主导,液滴表面温度随尺寸增加而升高;低热通量时,液滴向冷凝壁面传热过程占主导,液滴表面温度随尺寸增加而降低。液滴运动引起的蒸汽在大液滴表面直接冷凝过程为强化低压蒸汽冷凝传热提供了新思路。     

低压蒸汽滴状冷凝过程中液滴生长特性

研究了低压条件对滴状冷凝过程液滴生长特性的影响。首先,研究了超疏水表面上空气环境和蒸汽环境中附着液滴的接触角,发现蒸汽环境中的接触角比空气环境中的小,而蒸汽压力对接触角没有显著影响。第二,实验研究了冷凝过程中的液滴的生长周期和脱落尺寸,液滴的脱落半径随压力的降低而增大,生长周期也随之延长。第三,实验研究了液滴合并生长速率,并结合理论分析直接冷凝长大的生长速率,直接冷凝生长速率随压力的减小而减小,并随过冷度的减小而下降,而实验范围内合并生长速率不受压力影响。第四,根据滴状冷凝液滴分布的时间序列模型,分析了不同压力下液滴生长的临界尺寸,随着压力的降低,液滴生长方式的临界尺寸增大。     

水蒸气滴状冷凝过程的可视化实验研究

本文通过建立水蒸气滴状冷凝过程的可视化实验装置,采用高速摄像仪对蒸汽在铜基网格状高分子聚合物络合膜表面上发生的滴状冷凝过程进行了观测。我们发现液滴的大小按照等比数列的形式排列,比例系数为1.25。这一发现与Rose关于液滴生长和尺寸分布的假说相吻合,并且从实验事实的中得出了两个重要参数,γ和p,的值分别为1.25 和0.072,这与最新的理论计算值十分接近。     

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     

蒸汽滴状冷凝演变和液滴生长方式的研究

蒸汽的滴状冷凝进程中,液滴生长包括冷凝生长与合并生长。液滴生长作为影响滴状冷凝演变的关键行为,其研究有助于深入理解滴状冷凝演变机制和换热机理。本文基于滴状冷凝全过程的数值模拟,针对不同凝结核密度下的滴状冷凝演变和液滴生长方式开展研究。模拟中采用Cassie模型对液滴的冷凝生长进行描述,耦合邻近搜索算法和守恒定律对液滴的合并生长过程进行模拟。经实验结果和理论模型验证,本文模拟方法具有较高的可靠性。结果表明：最大液滴尺寸主要来源于合并生长,其增速是衡量滴状冷凝演变速度的表征;随着凝结核密度的升高,演变速度呈线性提高,换热能力先增后减;高合并频率的表面能有效提高合并生长对最大液滴尺寸的贡献比例。     

滴状冷凝过程壁面反射光谱的分子团聚模型分析

根据反射光谱可用于分析固体表面介质凝聚状态的原理,理论分析了不锈钢表面上不同厚度薄液膜对表面反射率的影响,确定了在冷凝过程中该表面上冷凝液形成和更新过程导致相应反射率变化的范围. 通过分析滴状冷凝实验过程反射光谱的文献数据,研究了滴状冷凝过程壁面上蒸气分子凝聚特征,发现在实际的滴状冷凝传热过程中,液滴脱落后形成的裸露表面上存在反射特征介于液膜与体相蒸气分子之间的介质. 结合蒸气冷凝过程的分子团聚模型,得到了在滴状冷凝过程中近壁面附近的蒸气分子形成分子团聚分布的合理性. 此外,分析发现表面微观结构将改变团聚体分布密度,从而影响冷凝核化过程的现象. 这为冷凝传热强化方法的研究提出了新的思路. 关键词： 分子团聚 反射光谱 滴状冷凝     

关于“滴状冷凝中液滴内外压强差及临界半径”的评注

从力学和热力学角度简要证明了滴状冷凝时壁面球冠形液滴内外压强差不同于冷凝器内部球 形液滴的内外压强差，并指出有关文献对壁面自由能增量的理解存在概念上的混乱。 关键词： 滴状冷凝 压差 自由能     

聚四氟乙烯表面滴状冷凝的实验研究

根据递推法测定滴状冷凝传热系数原理,搭建了滴状冷凝传热系数测定试验台,并对聚四氟乙烯材料表面的传热特性进行了试验测定,分析了影响滴状冷凝传热系数的因素。     

聚合物表面滴状冷凝传热寿命的实验研究

在滴状冷凝传热寿命测试装置上，对采用离子束动态混合注入（DIMI）技术制备的聚四氟乙烯（PTFE）表面的商状冷凝传热寿命进行了间歇实验测试。满状冷凝已维持约500h（间歇操作总时间为1，000h），实验现象及传热性能趋于基本稳定。同时表明聚合物与金属基体具有较强的结合力。     

势场中玻色-爱因斯坦凝聚的临界温度

给出了不同于文献的势场中玻色-爱因斯坦凝聚临界温度表达式.结果揭示了势场中理想玻色子气体凝聚的临界温度与势场之间的关系，表明势场中临界温度正比于无势场情况下临界温度T０ｃ，还给出了势场的有效性判据.势场的有效性是势场与玻尔兹曼常数k和无势场情况下临界温度Ｔ０ｃ乘积ｋＴ０ｃ的比较.当势场接近或大于ｋＴ０c时，临界温度会有效增加;当势场远小于ｋＴ０c时, 势场是无效的. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 临界温度 势阱     

Theory of adiabatic variation of critical temperature of the Bose-Einstein condensation of an ideal gas in optical lattice

We calculate the critical temperature of the Bose-Einstein condensation of an ideal Bosegas in the presence of an external periodic potential in one, two, or three directions. A number of assumed approximations enables us to show that the only parameter determining the critical temperature of condensation is the width of the lower energy band with the direct proportionality to the one-third power of this width for each direction of periodicity of the external potential. This also proves the result, obtained earlier by means of numerical calculation, that deepening of the periodic potential (which is known to lead to narrowing of energy bands) leads to lowering of the critical temperature. The fundamental role of quantum tunneling in establishing this regularity is emphasized.     

低维玻色－爱因斯坦凝聚的转变温度和基态占据数

研究了体系中粒子的第一激发态能量对低维玻色凝聚温度的影响,以及不同维度的空间中凝聚温度随总粒子数的变化关系.结果表明,随着粒子敷密度的增加,低维的凝聚温度比高维情形上升得快,体系的凝聚温度与第一激发态能量密切相关.同时计算表明,对于囚禁在GaAs量子阱中的激子气体,即使在无谐振势或幂指数等特殊外势的条件下,也可以在几个K0实现玻色-爱因斯坦凝聚.     

Critical temperature of Bose-Einstein condensation for weakly interacting bose gas in a potential trap

It has been a long history to study Bose-Einstein condensation (BEC) of weakly in-teracting Bose gas, and several theoretical models have been developed to research uni-form and weakly interacting Bose gas. Ref. [1] summarized all of these models and the corresponding results, which gave a derivation of critical temperature from ideal case 1/30Tc c n,?T = α (1) with a wide spread of parameter c from 0.7 to 2.33, where α is the scattering length of s wave and n is atom number density. Due…     

简谐势阱中非理想气体玻色-爱因斯坦凝聚转变温度的数值研究

用数值计算的方法研究了简谐势阱中非理想气体的玻色 爱因斯坦凝聚情况.通过计算能级的分布，用图形的方式给出了考虑相互作用时，简谐势阱中体系转变温度相对无相互作用体系转变温度的变化趋势 对于存在排斥作用的体系，转变温度升高；对于存在吸引作用的体系，转变温度降低. 关键词： 玻色－爱因斯坦凝聚 相互作用 能级 转变温度