相界面上超声空化气泡聚并、滑移促进的传质

根据超声空化泡在相间特殊运动时周围流体流动特性,以相间传质渗透理论为依据,结合流体动力学原理,在充分研究相界面上气泡行为的基础上,根据界面上超声空化气泡生长过程的动力学行为,导出了相界面上超声空化气泡聚并和滑移促进的传质模型。在此基础上,建立了相界面上气泡滑移、聚并及脱离界面逸出这三种气泡行为共同促进的传质模型,该模型可用于描述超声空化界面等相界面上的传质行为,为超声波强化传质过程提供了理论依据。     

带球壳微泡和空化气泡的超声特性研究

在临床应用中,微泡在低频超声作用下能比较成功地导致微血管的栓塞,从而切断对肿瘤的供血来达到杀灭肿瘤的目的,而通过实验的手段来获得其微泡的超声散射特性十分困难。根据经典的微泡模型,应用范德瓦耳斯绝热方程来进行修正,分别对带球壳微泡和空化气泡建立模型,模拟其运动过程,并对两种微泡的散射特性进行了分析与比较,研究了不同驱动声场的频率和微泡初始平衡半径对微泡运动的影响。结果表明,带球壳微泡在微泡初始平衡半径大于2.2μm时较空化气泡有较好的散射特性,其最大散射压力和散射截面随着频率的增大而减小,带球壳微泡在散射特性方面的优势使其能更有效地进行超声治疗和成像,为超声造影剂等微泡的研究和应用提供了理论指导。     

单泡声致发光中声压与气泡最大半径的关系

1引言: 当一定幅度的超声波作用于水中时,水中的微小气泡会在声压的驱动下膨胀和塌缩,并不断成长为肉眼可见的气泡,这种现象就是声空化.当超声波的幅度继续增大,水中气泡的膨胀、塌缩更加激烈,会产生短暂发光,这就是声致发光.早期的观察到的声致发光都是来自大量空化泡的集体效应,所以称为多泡声致发光.1992年,Gaitan等人将超声波作用于除气水,实现了单个气泡在水中的悬浮、膨胀、塌缩和发光,发明了单泡声致发光[1],使得人们可以对发光的单个气泡的参数进行具体的研究.     

两气泡相互绕圈运动的理论研究

0引言在强超声波的作用下,液体中的压强发生比较大的快速变化,产生很多气泡,气泡剧烈运动,此即超声空化现象。空化时气泡会形成各种图案和结构,并伴随着复杂的运动。两个气泡体系的运动相对简单,有时出现互相绕圈运动。,2012年,Minori Shirota组对两个气泡的相互绕圈运动作了比较详细的测量[1],结果非常有趣。具体为大小相近或不     

可见光辐照下碘释放现象超声效应的实验研究

1引言 超声波辐照水溶液时,空化泡在声波的作用下形成、振荡、生长、收缩至崩溃.空化泡崩溃时在空化泡周围的极小空间内可以产生5000K以上的高温和高达5×107pa的高压等极端物理条件,同时可以产生氧化电位很高、化学性质十分活泼的羟基自由基(·OH)[1].利用声空化发生时产生的物理化学条件,通过进行超声预处理,可产生一系列声化学效应如超声诱导效应等,提高反应的产率和速率[2,3].本文研究了碘化钾溶液在可见光辐照下碘释放现象的超声效应.实验结果表明:超声的预辐照可以大大增加碘释放量.我们采用临界模型对该现象进行了初步分析.     

中空纤维膜无泡供氧过程的传质性能研究

使用中空纤维膜向液相系统中供氧时，无肉眼可见的气泡产生．与传统的泡式供氧相比，这种新颖的膜式无泡供氧具有传氧效率高、无泡沫产生和能耗低等优点，特别适宜应用于发酵、活性污泥废水处理和动物细胞培养等生物反应和人工控制的生命过程中．本文对中空纤维膜无泡供氧过程的传质机理、传质阻力、传质方程和影响传质系数的操作参数等传质性能进行深入探讨，并提出了“边界层压缩”模型，以解释在无泡供养中传质系数随压力变化的原因．     

超声作用下刚性壁面附近的双气泡脉动

在实际应用时,空化泡可能位于刚性壁附近。对刚性壁附近的空化泡脉动进行研究有利于更好地利用声空化。文章研究了刚性壁附近双气泡的动力学规律。研究结果表明,当两气泡与刚性壁距离相同时,气泡与壁之间的距离越大,刚性壁对辐射声波的反射越小,气泡脉动时能够达到的最大半径与最小半径的比值(即压缩比)也越大。若改变单个气泡与刚性壁的距离,则当两个气泡距离接近时,位置固定的气泡压缩比会减小。增大单个气泡的平衡半径,会使得两气泡脉动时的压缩比变小。此外,文章还对两气泡间距固定情况下,气泡压缩比与两气泡中心连线和壁面所成夹角之间的关系进行了讨论。     

非均相流模型在绕回转体通气空化流动计算中的应用

结合水洞实验,研究了非均相流模型在通气空化流场计算中的应用。分别采用均相和非均相流模型对绕带空化器回转体的通气空化流场进行了数值计算,并与实验结果进行了对比,结果表明:非均相流模型由于充分考虑到相间界面及其相互作用,较应用均相流模型,能够更准确地模拟绕带空化器回转体的通气空化流动的空泡形态和通气空化流场的非定常特性和空泡区域的速度分布,更好地捕捉到空化区域内反向射流运动的非定常过程。     

多频同振超声波清洗器

一、超声波频率与超声波清 洗器 超声波清洗的机理主要是在清洗液中引入强的超声声场,因而在清洗液中产生空化、声流、声波的辐射压力和声学的毛细效应等现象。清洗主要依赖未炸裂的空化泡的强裂振动,以及空化泡炸裂时产生的微冲击波。它克服了被清洗物表面与污垢之间的附着力,起到了剥离和粉碎污垢的作用。声波的辐射压力与毛细效应可促使清洗液加速渗入被清洗物表面的微小隙孔。声流则可促使污垢加速从表面脱离。超声振动的引入还加强和促进了清洗液的乳化和增溶。因此超声波的清洗工艺适用于几何形状复杂的工件,但是要想达到预期的理想效…     

功率超声在金属熔体成形中的作用效应及其可视化研究进展

主要介绍功率超声在金属熔体成形领域中的作用,详述了超声在铸造成形、辅助焊接成形中细化晶粒、除气除杂、强化焊缝、减小残余应力、促进界面润湿等方面的应用和作用机理。针对超声空化气泡的高速摄影及金属熔体中晶体生长的同步辐射X射线成像观察的研究进展,提出将高速摄影与同步辐射X射线成像结合起来,通过原位观察方法研究超声波与液态金属媒质的相互作用机理,为进一步促进超声在金属熔体成形中的应用提供理论指导。     

Interfacial mass transfer and mass transfer coefficient in aqua ammonia packed bed absorberTransfert de masse à l''interface et coéfficient de transfert de masse dans un absorbeur à matelas dispersant eau–ammoniac

A mathematical model was given to predict the mass transfer between flow of a mixture of ammonia vapor and water vapor and a flow of aqua ammonia solution at any interface within a packed bed absorber (PBA). The model used the molal mass and heat transfer coefficients in both the liquid and gas phases, the interface molal solution concentration, interface molal vapor mixture concentration, interface temperature, and the heat transfer coefficients in the liquid and gas phases in both sides of the interface. The heat transfer coefficient was corrected to account for the mass transfer. The model was also used to derive a convenient mass transfer coefficient which was based on the bulk mass concentration, not on the molal concentration, and not directly dependent on the concentration at the interface. To complete the model, mathematical correlations were derived for several thermodynamic and physical properties of aqua ammonia solution and vapor mixture. A computer program was developed to demonstrate the use of the model to predict the rate of absorption of ammonia vapor at an interface within the packed bed at various operating conditions.     

Rf heating and attainable rf fields of high frequency He II cooled Nb cavities with defect free internal surface

The rf heating of Nb superconducting resonant cavities with defect free internal surface, cooled by a superfluid helium bath, is simulated by the numerical solution of a mathematical model of heat generation and transfer in the cavity wall. The model fully takes into account the nonlinear temperature dependences of the rf heating at the internal surface, the thermal conductivity of Nb, and the heat transfer coefficient at the Nb/He II interface. The simulation results are compared with experimental data reported in the literature and a good agreement is found for maximum attainable rf fields in cavities working above nearly 4 GHz. How the maximum attainable surface magnetic field and general features of the thermal behaviour depend on some cavity parameters in the simulation results is also discussed.     

滴形管外含不凝气体自然对流凝结换热性能研究

本文在自然对流情况下,基于双膜理论和边界层理论,考虑气液界面热阻,建立了滴形管外气液膜厚度及传热系数的数学模型,得到不同初始参数下气液膜厚度、气液膜热阻、气液界面热阻、凝液量和传热系数沿管壁的分布规律。结果表明:其他条件不变,随着混合气压力的增大(由81 325 Pa增至121 325 Pa),液膜厚度增大约7%,传热系数减小约30%。随着不凝气体质量分数的增加(由0.1%增至10%),气膜厚度减小约52%,凝液量减少约85%,传热系数减少约82%。虽然气膜厚度减小,但气膜内不凝气体质量分数增加约58%,气膜热阻增加约61%。对于当量直径相同的滴形管,其他条件不变,滴形管下半部分曲率越大,越易发生液膜分离,传热系数越大。     

硅单晶Czochralski法生长全局数值模拟II．质量传递特性

使用有限元方法对炉内的质量传递过程进行了全局数值模拟，研究了硅单晶Czochralski(Cz)法生长时氧传输的基本特性．结果表明：在小型硅Cz炉中，晶体中的氧浓度主要取决于熔体的流型和气相传质速率；安装在热区的气体导板可有效强化气相传质系数并改变熔体的流型，Marangoni效应可将自由界面处低氧浓度的熔体带至结晶界面，使晶体中氧浓度降低．     

翅片管式CO2气体冷却器模拟与优化

为了研究CO2在翅片管式气体冷却器内的流动特性,建立了稳态分布参数模型,并进行了实验验证。结果表明:CO2侧换热系数受入口压力和质量流量的影响较大,但入口温度对其影响很小。换热量随着入口压力的变化有一个最大值;且随着流量的增大,最大换热量所对应的入口压力值逐渐增大。压降和换热量均随入口温度的增加而线性增加。适当增加管程数,采用较小管径的气冷器性能更高。     

大压差下静止氨水表面吸收特性研究

基于对大压差下静止氨水溶液表面吸收氨蒸气过程中热质传递现象的分析,建立了该吸收过程传热传质相互耦合的数学物理模型。在氨蒸气压力不变的情况下,推导出氨水溶液温度场、浓度场以及表征相界面传质的无量纲准则数的理论表达式,结果证明:相界面处氨浓度、温度均为定值,该值只取决于吸收的初始条件。在引入氨水相平衡方程的前提下,拟合出了传质准则数与初始压差、氨水溶液初始参数的半经验关联式,获得了一定初始条件下时均传质量随时间的变化曲线。曲线显示:在吸收开始时,时均传质量最大,随着吸收时间的增加,时均传质量迅速下降。     

涂层界面刚度的超声数值仿真检测

针对涂层结合界面刚度在非破坏条件下难以精确测量的问题,提出了一种超声检测特征参量表征刚度系数的方法。利用声波在n层各向同性介质中的反射、透射原理,结合界面的弹簧模型,建立了多层介质界面刚度系数的超声检测数学模型。基体选用钢、铸铁、铝合金,表面选用不同喷涂工艺得到的Al2O3陶瓷涂层,获得了不同界面刚度系数的超声反射频谱。仿真结果表明:分离界面和理想界面时,谐振频率都具有周期性,但周期大小不同;弱结合界面时,随着界面的刚度系数逐渐增加,谐振频率逐渐增多,这些谐振频率均向高频方向移动。与频率较高处相比,频率较低处的谐振频率随着刚度系数的增加向高频移动的速度更快。因此建立了第一个谐振频率与刚度系数之间的关系。在同一刚度系数下,由谐振频率与材料的特性阻抗关系获得如下规律:当涂层材料不变时,谐振频率随着基体特性阻抗的增大而增大;当基体材料不变时,谐振频率随着涂层特性阻抗的增大而减小。给出了以指数函数形式拟合的刚度系数与谐振频率的变化曲线。通过对该指数函数参数与材料特性阻抗之间关系的分析,获得了弱界面时谐振频率与刚度系数和材料特性阻抗三者之间的函数表达式。该方法为涂层复合材料弱界面的超声检测提供了理论支持。     

介孔碳对气相多环芳烃的吸附研究

选取两种典型多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)菲、芘为研究对象,对其在CMK-3上的吸附特性进行了研究。通过实验得到各组吸附质—吸附剂的吸附等温线及不同浓度下的穿透曲线,并分别由吸附等温线模型(Langmuir、Freundlich、DR)以及基于恒定浓度波假设的动力学模型拟合,获得相应的吸附平衡及动力学参数。研究结果表明:Langmuir模型能很好的描述低浓度的菲在CMK-3的吸附行为,Freundlich模型能很好的描述低浓度的芘在CMK-3上的吸附行为(R~299%)。基于恒定浓度波假设的穿透曲线模型能较好的预测浓度较低时PAHs的穿透曲线;相同浓度的PAHs在其上吸附的内扩散系数呈现PyrPhe的规律,而总传质系数则呈现出相反的规律,且菲的浓度越大总传质系数越大,芘正好相反。     

Experimental Study on Distribution Characteristics of Condensate Droplets Under Ultrasonic Vibration

This paper studied the effect of ultrasound on distribution characteristics of condensate droplets on a vertical metal surface. The surface was made of aluminum and coated with PVC film to obtain durable condensate droplets. Visualization of the condensation process was carried out under the action of ultrasonic vibration with a constant frequency of 20 kHz. The effects of ultrasonic power on surface coverage of condensate droplets, first shedding time of condensate droplets, total number of shedding, heat flux and condensation heat transfer coefficient were analyzed. Furthermore, the mechanism of ultrasonic vibration on accelerating the shedding of condensate droplets was discussed. The results indicated that the shedding of condensate droplets was accelerated by ultrasound compared with those without ultrasound. In addition, the shedding period of condensate droplets was decreased with the increase of ultrasonic power. Contrarily, the heat flux and the condensation heat transfer coefficient were increased with the increase of ultrasonic power. The maximum enhancement ratio of heat transfer coefficient reached 2.67 compared with that without applying ultrasound. This study shows that ultrasound has a good application prospect in strengthening condensation heat transfer, particularly for space applications in microgravity environment.