冷凝器翅片表面流体流动及换热过程的三维数值模拟

本文应用CFD软件FLUENT对冷凝器常用的平翅片和波纹翅片表面的流体流动及换热过程进行了数值模拟,获得了翅片表面流体的流场图、温度场图、压力场图以及翅片换热量、平均表面换热系数等重要数据,并通过这些图形、数据对两种翅片的流体流动特性和传热性能进行了比较.     

低温环境下水滴在冷表面结冰过程的实验研究

本文研究了环境温度的变化和实验表面改变对水滴结冰过程的影响。在温度可调的低温环境测试箱中搭建了观测水滴结冰的实验装置。用气压控制器控制液滴发生装置内的压强并使其产生水滴,通过相机记录水滴在冷表面上的结冰过程。实验结果表明:实验板表面的导热系数对水滴的结冰时间影响较大,环境温度为-22. 0℃时,红铜表面的结冰时间为3. 8 s,不锈钢表面的结冰时间为5. 0 s,均小于玻璃表面上的结冰时间15. 2 s;水滴在不同实验表面上结冰时均会产生凸起,但仅在玻璃表面上会发生明显的凸起塌陷现象。     

翅片表面涂层对结化霜除灰特性影响的实验研究

为了解决空调换热器长时间运行后性能下降的问题,需要及时清除换热器翅片上沉积的粉尘。本文提出采用空调换热器自身的结化霜过程来实现除灰,并通过实验研究了不同翅片表面涂层对结化霜除灰效果的影响。为了对比不同翅片表面涂层的除灰效果,采用4种实验样件,包括空调换热器常用的无涂层铝片和无涂层铜片,以及通过微纳结构自组装方法制备的具有不同表面润湿性的带亲水涂层铜片和带疏水涂层铜片。通过搭建可视化实验台观测了不同样件表面的结化霜除灰过程,对比了不同样件的除灰速率与残留灰量。实验结霜工况为：样件表面温度-10 ℃,结霜时间1 h,环境温度27 ℃,相对湿度50%;化霜工况下样件表面温度为5 ℃。实验结果表明,带有疏水涂层的铜片在结化霜过程中的除灰效果最好,疏水样件上残留粉尘的质量仅是无涂层铝片上残留粉尘质量的1.9%,是无涂层铜片上残留粉尘质量的2.0%,是亲水铜片上残留粉尘质量的5.9%。     

翅片结构对换热器结霜特性影响的实验研究

本文对空气源热泵的翅片管换热器表面霜层生长特性进行实验研究,通过红外热像仪对霜层表面温度进行测量,并用热电偶直接测量装置进行校核.分析了平片、波纹片、条缝片3种翅片类型及翅片节距对霜层厚度、结霜量、换热量的影响,并用霜层-湿空气界面条件等作为传热及传质驱动力分析了霜层生长规律.实验结果表明,波纹片及条缝片翅片换热器界面...     

基于表面及迎风面改性的锯齿翅片强化传热研究

为了在提高锯齿型翅片散热器换热性能的同时尽量控制压降损失的增大,本文采用数值模拟的方法对锯齿型翅片性能进行研究,分析了不同翅片表面、迎风面结构及尺寸参数对传热Nu、流动压降损失Δp以及综合性能η的影响规律。结果表明：无论翅片表面设置何种形状凹槽和凸起对传热的影响差异较小,但圆形凹槽和凸起对压降损失的增加最少,综合性能最优。在翅片表面设置圆形凹槽和凸起的基础上继续将翅片两端迎风面改为圆形,可使传热提高的同时减小压降损失,综合性能最多提高12.2%。圆形凹槽和凸起尺寸R=0.15 mm时,传热和压降损失的平衡达到最佳,与传统锯齿型翅片相比,平均压降损失基本不变,传热和综合性能平均提高均为8.7%。     

金属多孔介质泡沫自然对流换热实验研究

本文对饱和水-泡沫铜多孔介质在方腔内的自然对流换热进行了实验研究。讨论了孔隙率、孔隙密度及倾斜角度对多孔介质自然对流换热的影响。结果表明:自然对流换热随着孔隙率增大而减小。当孔隙率一定时,随着孔隙密度的增大,自然对流换热减小。Nu数随着加热功率的增大而增大,随着腔体倾斜角度的增大而减小。根据相似理论建立了以孔隙率、孔隙密度、倾斜角度为影响变量的换热准则关联式,且误差小于±7.5%。     

液态金属在非均匀多孔介质表面的润湿行为研究

基于Wenzel模型和Cassie模型,研究了金属液滴在区域非均匀多孔介质表面的润湿行为。结果表明,大孔、小Young氏接触角区域对液滴更易表现高粘附性;而在小孔、大Young氏接触角区域,由于低粘附性,液滴会向大孔区域表现出爬移行为。提出借助非均匀区域周期性组合的方法来防止液滴飞溅的“自束液”防溢设计思路,为在微重力环境下,液态金属热管、离子电推进器及原子钟等航天星载产品在振动条件下能正常工作提供潜在应用的可能性。     

冷表面上水滴结冰问题的实验研究进展

文章对冷表面上水滴沉积结冰和撞击结冰微物理过程的实验研究进展进行总结。提出影响水滴结冰的因素主要有冷表面、环境条件、水滴自身和附加力/场,重点介绍了低能表面抑冰性能和对流情况对水滴结冰影响的研究现状。最后,指出不同因素对水滴结冰的影响规律,超疏水表面抑冰性能的优化,以及结冰过程主动控制方法的探索可以开展深入研究,为进一步研究和应用提供参考。     

正弦波纹翅片表冷器的传热及阻力特性实验研究

波纹式翅片具有良好的传热和阻力性能,应用于中央空调两器和末端设备中。以正弦波纹翅片换热器作为中央空调表面式冷却器进行了多种干、湿工况条件下的传热和阻力特性实验。对实验结果进行了分析处理,得出了正弦波纹翅片换热器的总传热系数关联式以及阻力特性的经验公式。实验结果对于中央空调两器和末端的设计具有重要的指导作用。     

直接蒸发冰盘管蓄冷系统特性的实验研究

本文建立了直接蒸发冰盘管蓄冷系统的实验装置,对系统的结冰和融冰特性进行了研究,而且研究了管外加肋片在结冰和融冰过程中的作用。同时,对所建立的该系统的数学模型的合理性进行验证。结果表明:所建立的模型是合理的,从而为该系统在工程中设计应用提供了依据。     

The Effect of Thermal Reduction on the Water Vapor Permeation in Graphene Oxide Membranes

In the present study, the influence of the thermal reduction on the water vapor transmission properties of thin graphene oxide (GO) membranes is evaluated. The macroscopically measured property of the Water Vapor Transmission Rate (WVTR) exhibits step like dependence contrary to the gradual microscopic structural alterations identified by several techniques (XPS, FTIR and XRD) applied in situ during the thermal annealing process. Three distinct regions of WVTR‐values associated with distinct interlayer distances i.e., >7.5 Å, ∼6 Å and <6 Å are essentially observed which may be compared to the findings of the recently reported first principle calculations. Our experimental results enable the understanding of the water vapor unimpeded transmission through the layers of the oxygen rich GO nanostructured membranes and consequently facilitate the design of functional membranes for separation applications.     

膨体聚四氟乙烯微孔薄膜的透湿性

采用干燥剂法系统测试了ePTFE微孔薄膜的透湿情况,分析了透湿性影响因素,得出以下结论:在实验范围内,ePTFE薄膜的孔隙率、孔径和厚度等结构参数对透湿速率影响较小,透湿的主要影响因素是环境温度和湿度。在相同的湿度下,环境温度对透湿量和透过系数的影响显著,并随温度提高急剧增加;在相同温度下,透湿量随湿度的增加而增加,而透过系数变化不大。     

温度对保鲜膜透气和透湿性能的影响

在不同温度下测定聚乙烯、聚氯乙烯保鲜膜的氧气、二氧化碳渗透系数和水蒸气渗透率,并用Arrhenius公式关联温度与各个渗透系数和渗透率。根据Arrhenius公式,温度与各个渗透系数和渗透率之间具有很好的相关性,相关系数均在0.97以上。给出了温度与各个渗透系数和渗透率之间的关系式,可以计算出任何温度下聚乙烯保鲜膜的氧气、二氧化碳渗透系数和水蒸气渗透率。     

温度、湿度和拉伸取向对聚丙烯薄膜透湿性能的影响

研究了环境相对湿度和温度对3种不同取向聚丙烯(PP)薄膜的水蒸汽透过率的影响。试验结果表明:随着温湿度的增大,聚丙烯薄膜的水蒸汽透过率也增大;聚丙烯薄膜的水蒸汽透过系数受温度的影响要显著于相对湿度;在一定的温湿度条件下,双向拉伸聚丙烯(BOPP)、单向拉伸聚丙烯(OPP)和未拉伸聚丙烯(CPP)3种薄膜的透湿系数值依次增加,说明拉伸取向操作可提高PP薄膜的阻湿性能。     

垂直烧结多孔层通道内沸腾传热机理

在总结多年来系列试验研究基础上，提出了垂直烧结多孔层上沸腾传热的物理模型。描述了多孔层内沸腾热及流运过程，同时考虑了多孔层上液膜流速及厚度对多孔层内气流流动及传的影响。这些方面的研究为潜在的工业应用提供了理论论据。     

人造粉尘初层在袋式除尘中的作用

阐述了袋式除尘机理中，粉尘过滤粉尘的重要性，着重介绍了一种创新的人造粉尘初层的预容尘技术。     

水蒸汽压缩式制冷机性能研究

水作为一种完全环保、非常廉价的天然制冷剂,在过去十多年里受到了世界范围的关注和研究。根据最近公开发表的有关水蒸汽压缩机(WVC)的研究结果,对以水为制冷剂的蒸汽压缩制冷机进行了理论分析和研究。在其它部件性能一定的条件下,对于不同的蒸发温度(7℃、10℃)和冷凝温度(35～40℃),分别将水蒸汽当作理想气体和实际气体,对分别采用等熵压缩过程、饱和多变压缩过程的两种水蒸汽压缩制冷机的性能(功耗和COP)进行了计算和对比。结果显示,采用不同压缩过程的水蒸汽压缩机的耗功有明显差别;水蒸汽压缩制冷机的COP值可达9．0以上,该类制冷机是CFC和HCFC类制冷机很有前途的替代型制冷机。     

Ultrathin Porous NiFeV Ternary Layer Hydroxide Nanosheets as a Highly Efficient Bifunctional Electrocatalyst for Overall Water Splitting

Herein, the hydrothermal synthesis of porous ultrathin ternary NiFeV layer double hydroxides (LDHs) nanosheets grown on Nickel foam (NF) substrate as a highly efficient electrode toward overall water splitting in alkaline media is reported. The lateral size of the nanosheets is about a few hundreds of nanometers with the thickness of ≈10 nm. Among all molar ratios investigated, the Ni_0.75Fe_0.125V_0.125‐LDHs/NF electrode depicts the optimized performance. It displays an excellent catalytic activity with a modest overpotential of 231 mV for the oxygen evolution reaction (OER) and 125 mV for the hydrogen evolution reaction (HER) in 1.0 m KOH electrolyte. Its exceptional activity is further shown in its small Tafel slope of 39.4 and 62.0 mV dec^?1 for OER and HER, respectively. More importantly, remarkable durability and stability are also observed. When used for overall water splitting, the Ni_0.75Fe_0.125V_0.125‐LDHs/NF electrodes require a voltage of only 1.591 V to reach 10 mA cm^?2 in alkaline solution. These outstanding performances are mainly attributed to the synergistic effect of the ternary metal system that boosts the intrinsic catalytic activity and active surface area. This work explores a promising way to achieve the optimal inexpensive Ni‐based hydroxide electrocatalyst for overall water splitting.     

医用多孔金属的制备及其生物活化研究进展

医用多孔金属材料,特别是多孔钛及钛合金能够提供与人体骨组织相匹配的力学性能,并促进骨组织长入以提高其与骨的固定度,在人体硬组织修复与替换方面具有广泛的应用前景。重点围绕多孔钛及钛合金的制备方法及适用于其复杂孔隙结构的表面生物活化方法,综述了各种方法在多孔钛及钛合金上的应用现状。目前适用于多孔钛及钛合金制备的技术主要有粉末冶金法、钛纤维烧结法、自蔓延高温合成法、选区电子束熔化技术和选区激光熔化技术,适用于多孔钛及钛合金表面生物活化的技术主要有溶胶凝胶法、仿生矿化法、电化学沉积法和微弧氧化法。多孔钛及钛合金的力学相容性和表面生物活性需要同时满足临床要求,才能进一步扩大其在医学领域的应用范围。