水热条件液固两相流可视化系统

水热反应是一种集流动、传热、反应的强耦合过程,对该过程的认识亟待提高。因此,本次工作搭建了一套水热反应可视化系统,以备开展实验工作。该系统由连续式流动装置、可视化观测系统以及图像校正处理系统三部分组成。其中可视化段采用内径5 mm,长440 mm规格的石英管,搭配高速相机进行管内现象及流场观测。经实验测试发现,管内流动均为层流,测量误差保持在5%范围内。其次,在水热工况(5 MPa,100~200℃)下,测试结果表明,管内流体径向温度呈均匀分布,进出口轴向温度偏差在2℃,即在系统有效观测视野内流体温度呈均匀分布。最终,认为本次可视化系统能够满足5 MPa,200℃的水热实验条件,为实验精确测量提供了保障。     

振荡流热管可视化实验

本文通过振荡流热管可视化实验,研究热管传热性能与流型的变化。实验中可观察到,振荡热管内工质运动通常处于“间歇-振荡”交替运行的状态。随加热功率的增大,间歇时间所占比例逐步减小。随着加热功率的增大,热管内的流型也发生相应变化,实验中主要观察到了泡状流、塞状流、环状流、局部波状流等多种流型。汽泡的生成、长大、聚合、分离和湮...     

小尺寸矩形槽道内气泡生长及运动特性

通过实验研究了液体流动条件下小尺寸矩形槽道底部由微孔注入的气泡生长及运动特性。结合RCD算法与形心提取算法,有效地跟踪了气泡生长及运动轨迹。实验结果表明:气泡的形成过程可分为生长和涌入两个阶段;随着气体流量的增大,后续小气泡的涌入加强,涌入持续时间更长,气泡形成时间增加,等待时间缩短;槽道中小气泡的堆积现象随气体流量的增大而愈加明显。     

基于杂交链式反应的可视化免疫分析检测癌胚抗原

构建了基于杂交链反应的比色免疫分析方法,实现了对肿瘤标志物癌胚抗原的检测。在抗原-抗体的特异性结合作用下,在磁珠表面构建夹心式免疫复合物,进一步结合杂交链式反应(HCR)作为信号放大策略,将染料曙红Y嵌入至DNA长链中。在可见光的照射下,能使反应底液中的四甲基联苯胺(TMB)氧化,发生明显的颜色变化,由无色变为蓝色,且与癌胚抗原的浓度呈正相关性。在最优实验条件下,癌胚抗原的浓度在1 pg/mL^5 ng/mL范围内呈线性变化,检出限为1 pg/mL。     

利用光杠杆测量微小位移的光路可视化研究与设计

通过对光杠杆测量微小位移装置进行改进,使光线的传播路径可以看见,便于学生理解实验原理,更快更好地进行仪器调整。     

盐水溶液跨混合纤维素膜扩散机制的定量可视化实验研究

介绍了一种改进的高时空分辨率相移干涉仪,测量了不同浓度的NaCl溶液跨过5 μm孔径醋酸-硝酸混合纤维素膜进入去离子水的跨膜扩散过程。实验观察到NaCl溶液在膜-液界面附近的质量输运行为受膜结构的影响而表现出的特征:相对分散的浓度高值分布、均流传质现象、对流的快速纵向进行和横向扩散的缓慢发展等。实验计算得10.0 mg/mL、7.5 mg/mL、5.0mg/mL、2.5 mg/mL 和 1.0 mg/mL 的 NaCl 溶液跨膜传质系数分别为 3.0×10~(-6) m~2/s、8.5×10-7 m~2/s、7.8×10~(-7)m~2/s、2.9× 10~(-7)m~2/s和6.0×10~(-8)m~2/s。本实验结果可为跨膜扩散机理的研究提供参考。     

单层传声器阵列重建相干声场的近场声全息方法研究

针对传声器阵列两侧存在相干声源的非自由声场重建问题,提出基于球面谐波函数扩展近场声全息理论的相干声场重建方法。该方法在已知测量面两侧声源几何位置时,使用单层传声器阵列获取测量面处的声压分布,通过最小二乘法获得与目标声源和干扰噪声源响应对应的最优球波函数扩展项数和最优系数向量,结合测点位置的空间坐标进行声波分解,并分别重建出各声源在测量面上的声压分布。为了验证方法的有效性,分别给出了相干噪声源为球形声源和非球形声源的仿真验证,并在全消声室内对双扬声器产生的相干声场的重建进行了实验验证。结果表明:该方法对球形声源和非球形声源干扰下的声场重建都具有较好的效果,球形声源干扰下的重建精度更高。     

复合环境下直升机旋翼动力特性分析

考虑直升机旋翼旋转时声场、应力刚化、几何大变形等复合运行环境,对多种影响因素下的旋翼动力特性进行研究。通过实验测试数据建立了直升机旋翼结构的动力有限元模型,对旋翼在静止、应力刚化影响下的动力特性进行了分析;建立旋翼声振耦合动力学模型,考虑外声场和旋翼几何非线性影响因素,深入研究旋翼动力特性的变化规律,分析了其内在机理。研究分析发现:考虑声场影响后结构前三阶的固有频率误差分别减小了0.46%、0.82%、0.45%,更接近实验值,旋翼桨叶的振幅峰值明显降低;应力刚化对旋翼模态影响较大,随着其转速的增加固有频率呈二次曲线上升趋势;几何非线性使旋翼的共振频率值略微增大、振幅极值减小。