受限式阵列射流过冷沸腾的可视化实验研究

以43%质量浓度的乙二醇水溶液为工质,针对5 mm×32 mm的加热面,采用孔径1 mm,孔间距和孔径比值为4(孔数为7),射距和孔径比值为5的一维阵列射流结构,对受限式射流过冷沸腾进行了可视化实验研究。结果发现,由于加热面朝下,沸腾气泡由于浮力紧贴壁面,而阵列射流引起的横流冲刷作用也不足以吹跑气泡,因此,在一定的热流密度下,当靠近加热表面的气液界面上的蒸发和受过冷液体冲击的气液界面上的凝结取得动态平衡时,将形成一定大小和分布规律的稳定气泡。随着热流密度的增加,气泡长大、合并,并最终形成覆盖整个壁面的"气垫",导致临界热流密度的发生。射流速度较小时,射流无法对加热面形成有效的直接冲击,气泡首先在整个加热面的中间形成;而在射流速度较大时,由于壁面射流的"对冲效应",气泡在两股射流的中间形成,因为那里的冷却最弱。     

多孔型纵横凝结换热表面的性能研究

该文提出了一种新型凝结换热表面-多孔型纵槽表面，通过对该表面与普通光滑表面进行的对比实验研究。得出应用该表面进行凝结换热可明显提高传热效果。是一种强化凝结换热的新方法。将多孔型纵槽表面应用于太阳能热泵系统可增强冷凝器的换热效果，对提高太阳能热泵系统性能和能源的有效利用率具有积极的意义。此外，文章还从工程实际应用出发，简单分析了多孔型纵槽管冷凝器在太阳能热泵系统中的应用前景。     

周期性热流下受限阵列射流沸腾特性的实验研究

以去离子水为工质对恒热流和周期性热流加热下的受限式阵列射流进行了沸腾特性实验,获得了加热面温度分布、沸腾可视化图像以及测试段出口压力波动等数据,综合分析发现:(1)恒热流密度单相换热时,射流对冲区的温度高于滞止区的温度,温差随着热流密度的增加而变大,当对冲区出现稳定沸腾后,温差逐渐减小,并且出现滞止区温度超过对冲区的情况;(2)沸腾时测试段出口压力的频谱分布与气泡在表面的周期性生长和湮灭相对应;(3)周期热流密度时,在高占空比、低频下,沸腾能较快接近稳定沸腾,而在小占空比、高频率下,沸腾无法达到恒热流密度时的沸腾剧烈程度,当热流密度在沸腾起始热流密度附近时,加热结束时对冲区的温度相比于恒热流密度时有较大幅度的增加。     

叉指型微电极交流电渗泵的阻抗谱分析

阻抗谱的研究对于优化交流电渗泵的结构具有重要意义。通过分析交流电渗泵的结构和工作原理,指出双电层的电容特性和电解质溶液的电阻特性,建立了用来研究交流电渗泵阻抗谱的RC等效电路。在最佳电极结构参数设置下,得到了不同频率下的阻抗谱,分析了电极周期长度以及通道高度改变对交流电渗泵阻抗模以及幅角的影响,并对电解质溶液浓度对阻抗谱的影响做了估计。结果表明,工作频率的增加总体上会造成阻抗模的增大和阻抗角的减小,而同一频率下不同因素对阻抗谱的影响又有所不同。该结论对交流电渗泵的设计和功耗研究有一定的理论指导意义。     

芯片上叉指电极介电电泳的模拟与实验研究

分析了影响常规介电电泳过程中粒子所受介电电泳力的因素和发生正、负向介电电泳的条件。经过合理的简化和假设,建立了一个芯片微通道中常规介电电泳的二维数学模型。数值计算结果给出了微通道中的电势和电场强度分布,并根据场强分布预测了粒子发生正向介电电泳时最容易被吸附的位置。利用微加工工艺,在硼硅酸(Pyrex)玻璃表面沉积了叉指型结构的复合金属电极,并用聚二甲基硅氧烷(PDMS)制作了具有微通道的盖片,两者键合形成芯片。以溶解有聚苯乙烯(polystyrene,PS)粒子的KCl溶液为操作悬浮溶液进行了粒子正向介电电泳实验,实验结果与理论分析具有较好的吻合。     

液氮温区Ω形轴向槽道热管的启动特性与传热性能

基于空间深低温热传输需求设计了一套带有常温储气库的氮工质Ω形轴向槽道热管,并对其启动特性和传热性能进行实验研究,对比了槽道热管在不同充液率和放置角度下的传热性能。结果发现：热管在常温下启动迅速,绝热段及蒸发段在冷凝段降温至液氮温区后可以在短时间内降温,热管均温性良好。槽道热管能够在70~110K温度范围内高效传热,热阻随运行温度和热负荷的上升而减小。热管的充液率为100%时其传热性能最优,过大或过小会使得热管传热性能下降。储气库结构可以减小热管工作温度变化对其充液率的影响,利于其在更大的温度范围内获得更好的传热性能。热管的放置形态对其传热性能有显著影响,不同的放置形态会影响热管的传热极限和传热热阻。当热源处于蒸发段管线下端时性能最优,最大传输功率为45W,热阻最低为0.31K/W。     

CO2跨临界水—水热泵循环系统的实验研究

在作者设计和建立的实验台上进行了CO2跨临界水-水热泵多种工况的循环性能实验研究,系统运行稳定、调节方便,实验结果表明,系统运行时的最大制冷（热）系数取决于系统的蒸发温度和气体冷却器出口温度,CO2跨临界循环热泵较之传统工质热泵具有较大优势,尤其是在高温热泵领域,指出了系统的改善措施。     

纳米胶囊潜热型功能流体制备及强化沸腾换热的实验研究

采用溶胶凝胶法制备了以软脂酸为芯材,二氧化硅为壳材的纳米相变胶囊,分析测试表明所合成的胶囊呈现为核壳结构分明的规则球形结构,且具有良好的储热能力。选用聚二甲基硅氧烷疏水改性,制备了稳定分散的丙酮基纳米胶囊潜热型功能流体,热导率及粘度测试表明其可以应用于强化换热。微小通道过冷流动沸腾实验研究发现,纳米相变胶囊的加入不但可以阻止气泡的合并,而且可以加速沸腾气泡的破裂,揭示了除提升热导率及提供潜热之外的另一强化沸腾换热的原因。     

CO_2跨临界水——水热泵循环系统的实验研究

在作者设计和建立的实验台上进行了CO2 跨临界水—水热泵多种工况的循环性能实验研究 ,系统运行稳定、调节方便。实验结果表明 ,系统运行时的最大制冷 (热 )系数取决于系统的蒸发温度和气体冷却器出口温度。CO2 跨临界循环热泵较之传统工质热泵具有较大优势 ,尤其是在高温热泵领域。指出了系统的改善措施