气体作自然对流时温度场测量中的全息层析技术

1 引言 激光全息干涉技术是进行三维流场实验研究的重要手段之一.三维流场的全息层析,实际上就是在同时获得三维流场多方向干涉图的基础上,把三维流场分成一组平行的截面,根据多方位的干涉数据,由计算机分别对不同的截面重建三维流场的参量分布.由于这一方法     

人工肾中空纤维膜传质特性的实验研究

一方面采用纹影、全息干涉等流动显示方法,着眼于人工肾的内部透析流场,基于流动、传质等流体动力学的观点研究了人工肾的运行机理,观察了人工肾模型的内部流动特性,给出了浓度分布等重要参数的某些规律;另一方面通过自行研制中空纤维膜,为进一步揭示透析膜制备过程中的流变过程、微观结构与宏观的透析流场、清除效果的内在联系提供坚实和可靠的手段.实验结果表明,纹影和全息干涉方法不仅能显示人工肾模型透析过程中的流场结构,而且还可以定量测量其传质过程中的质量分布,是研究人工肾透析机理的非常有效的手段.     

气泡周围流场的PIV测定和浓度场研究

针对单乙醇胺水溶液吸收二氧化碳过程,采用粒子成像测速仪(PIV)对气泡周围的流场进行了测定,流场围绕气泡的对称轴呈对称分布.对速度场实验数据进行拟合,得到了泡顶对称轴上径向速度的分布方程.另外,采用实时激光全息干涉系统对不同液体流速下单乙醇胺吸收二氧化碳的传质过程进行了研究,通过CCD摄像机采集并记录下不同时刻的全息干涉条纹图.由干涉条纹图和浓度-折射率标准曲线,计算出传质达到稳态时气泡周围液相侧近界面浓度分布,近界面浓度及浓度边界层厚度.浓度分布呈指数衰减趋势,且浓度边界层厚度远远小于速度边界层厚度;随着液体流速的增加,气泡周围液相侧浓度边界层厚度和近界面浓度均减小.结合速度分布方程和对流扩散方程,推导出单乙醇胺水溶液吸收二氧化碳过程液相侧浓度分布模型.     

激光全息干涉法测量液相质扩散系数数字图像处理的研究

用He-Ne激光器、CCD和图像采集系统等仪器设备,搭建了数字激光全息干涉法测量液相质扩散系数的实验系统,并测试获得了浓度为0.33 mol/l KCl水溶液在298.15 K温度下的全息干涉图像,采用了图像增强、全息干涉条纹图再现及相位展开等数字图像处理过程的关键技术对全息干涉图进行处理,得到了相位展开后物光相位差,经换算后获得了该溶液的质扩散系数.为化工工程上研究替代制冷荆急需的质扩散系数测量提供了有效的方法.     

位相物体的全息干涉可视化实验

本文引入全息干涉技术,通过全息直接干涉法、暗场干涉法、纹影干涉法和二次曝光全息干涉法四种方式,分别在全息干板上记录了透明位相物体的光强信息。干板经显影、定影和漂白后,利用钠黄光再现出位相物体,结果发现在全息干板的分辨率范围内后三种方式均能观察到直观的位相物体,实现对位相物体的可视化,但显示效果各异。     

全息激光干涉技术测定气体的液相扩散系数

介绍了一种测定液相扩散系数的实时激光全息干涉系统。通过该系统得到清晰表征浓度场分布的实时全息干涉条纹图,利用全息干涉原理及相应的数学关系处理干涉条纹,得到液相扩散系数。利用该方法测定了CO2在乙醇、正丙醇中的扩散系数,结果与文献值非常接近。该方法具有实时、快速、简单和准确等优点,它是一种发展前景很好的液相扩散系数测定方法。     

重铬酸化明胶干板衍射效率影响因素的研究

<正> 1.前言 自1948年D。Gabor发明了全息术后,至1962年Leith和Lipat—Anicks用激光作光源,全息术有了很大进步。全息技术引起了科学界极大的兴趣和关注,并成为当今世界上应用研究的活跃领域。许多技术先进国家,如美、俄、英、法、日和德等,研究了各种全息术以获得三维显示。全息术已经在许多领域得到广泛的应用。 全息图像的再现质量与所用记录材料的解象力、衍射效率有很大关系。全息图记录的是被摄物体的干涉条纹,这些干涉条纹在再现     

激光流场测试技术在水力旋流器中的应用

介绍了7种流场测试技术（激光多普勒测速技术、相位多普勒粒子动态分析仪、二维粒子图像测速技术、立体粒子图像测速技术、全息粒子图像测速技术、层析粒子图像测速技术、体三维速度场测试技术）的基本工作原理和优缺点,分析了不同激光流场测试技术在水力旋流器流场测试中的测试细节、测试内容以及各自的优势和局限。     

一次拍轮胎激光全息干涉仪

本文根据激光全息干涉原理,设计了一种一次拍轮胎激光全息干涉仪,可通过一次全胎双曝光拍照,快速无损地探测轮胎的质量问题。     

三维激光全息打印机的研制与发展

最近,关于数字激光全息技术、数字衍射光学元件的制造技术与设备的研究比较活跃.激光全息打印是在数控激光全息技术薄膜材料上打印出富有立体感的、动态的、彩色的文字和图像,其中,三维激光全息打印机是比较新的一个产品.本文正是对三维激光全息打印机的研制和发展做出探讨,了解这项新技术.     

复合蓄热热泵热水空调技术

根据能量梯级利用原理,提出一种将水蓄热与相变材料蓄热结合在一起的复合蓄热热回收空调系统,即在空调机组冷凝器上串联一个相变蓄热器和一个水蓄热器,从压缩机出来的高温高压制冷剂过热蒸汽首先经过相变蓄热器,使品位较高的过热以潜热的形式储存于相变材料中。再经过水蓄热器,将部分温度较低的相变热储存于水中。实验表明,该系统能有效地回收19.6%的冷凝热,其中在空调关闭后通入较小流量的冷水即可制取温度在40℃以上的生活热水;在空调运行的条件下,通入较大流量的冷水可连续制取温度在40℃以上的生活热水。该系统达到了节约能源、满足生活热水需求一举两得的目的。     

Quantitative investigation of air gaps entrapped in multilayer thermal protective clothing in low‐level radiation at the moisture condition

The effects of air gaps entrapped within the multilayer protective clothing system on the thermal performance were studied during low‐level radiation (2–10 kW/m²). A bench‐scale apparatus was designed to produce the liquid droplets and simulate human sweat transferring through the multilayer fabric system. Two air gaps located between the outer shell and the moisture barrier (Gap A) and between the moisture barrier and the thermal liner (Gap B) were used with different gap sizes (0, 2, and 5 mm). The thermal resistance analysis for the heat transfer with a multilayer flat wall was used to interpret the effects of air gap. The results show that the total thermal resistance of a multilayer clothing system and the thermal resistances of the two air gaps are linearly related with the level of heat flux. It is also indicated that the air gap position affects the beneficial effect of the gap size. The effect of Gap B to improve the thermal performance is better than that of Gap A. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

不同预分解窑系统的用风平衡与分析

以四厂的预分解窑系统热工测试结果为基础,对冷却用风、预热用风、燃烧用风等系统用风情况进行了全面分析,论述了各厂在不同系统中存在的问题。对整个系统的用风操作提出了相应建议,即逐步提高二次风和三次风温度与用量,尽可能地提高煤风比,降低一次风比例,以加速煤粉燃烧,同时,尽量提高预热系统的固气比,降低C1出口废气量与废气温度,提高烧成系统的热效率,实现预分解窑系统的节能效果。     

特种车辆舱室送风系统布局仿真优化

特种车辆由于其功能特殊性和封闭性，无法像民用车辆一样利用窗户的开闭来控制舱室通风，长时间驾驶特种车辆，驾驶舱面临空间小、冷源少、热负荷大、缺乏新鲜空气等问题，且外部环境条件复杂。这就要求特种车辆舱室送风系统精细设计，满足人员和多个装置的热舒适和热控需求，因此有必要基于特殊车辆的驾驶舱特点，合理布局并优化通风系统，保证整舱热要求。为了让座舱送风与舱内热源热交换尽量完全，带出更多的热量，首先针对某型特种车辆，建立了典型舱室和乘员的三维物理模型和仿真模型。针对10种送风模式进行了详细的气流组织仿真优化分析，获得了特种车辆舱室多物理场。气流组织优化是从风口形式和送风口位置两方面进行，风口形式优化中提出多种风口组合形式，分别进行仿真。以设备温控、人员热舒适和空气龄等为目标，利用评价函数对仿真结果进行评价，对10种类型的送风工况进行了仿真。从仿真结果中，以上述多优化目标为依据，进一步开展了针对初步优选的送风形式的风口位置优化。在风口形式优化结果的基础上，采用遗传算法，将位置参数设为优化参数，选取两个评估函数作为优化的目标函数，并将头足温差等约束条件设置到优化模型中，对仿真结果进行筛选和逆优化研究，最终得到最优风口位置，完成气流组织优化。研究对于全密封特种车辆的有限空间热舒适性和空气质量研究具有一定意义。     

Thesis Summary: Theoretical and Experimental Investigation of a Solar-Biomass Hybrid Air Heating System for Drying Applications

The overall objective of this research was to design, develop, and investigate the performance of a renewable energy-based (solar-biomass) hybrid air heating system. The system consists of an unglazed transpired solar collector (UTC), a rock bed thermal storage, and a biomass gasifier stove with heat exchanger, to supply hot air at a required temperature and flow rate for a daily load fraction exceeding 90%. From a review of literature, an air heating system aimed at reducing the weather dependency and improving the temperature and flow rate stability without a conventional back-up heater was designed. Among the various types of solar collectors, thermal storage, biomass stoves, and heat exchangers that are generally used, specific designs were chosen and analyzed. Based on the analyses, individual components of the air heating system were designed and developed. The components were coupled, and detailed experimentation was carried out on the integrated system.     

一维热爆炸试验传热的数值模拟

针对加热过程所涉及的主要传热学问题,分别建立空气夹层复合传热模型和炸药受热分解放热数值模型;计算分析了473K下油浴和空气浴加热时系统辐射率、空气对流换热系数对RDX、HMX、TATB 3种炸药热点火延滞时间的影响。结果表明,473K油浴加热和空气浴加热时RDX分别在151.7s和3 372.6s时发生热点火,表明相同温度和炸药,油浴加热时热点火延滞时间远小于空气浴加热;空气浴加热时,同一种炸药在相同温度下,随系统辐射率的降低,热点火延滞时间增加;RDX、HMX和TATB炸药辐射率由0.9降至0.1时,热点火延滞时间分别增加了180.1%、168.9%和169.3%;相同温度、相同系统辐射率条件下,对流换热系数减小,热点火延滞时间增加。     

高速飞行器机载综合热管理系统设计与优化

先进的高速飞行器面临着气动加热与大功率电子设备发热的双重热负荷,使得机载热沉与能量需求呈指数上升趋势,进而导致发动机性能下降、耗油量增加,严重制约着飞行器的功能和性能提升。机载热管理系统的优化设计,旨在提升系统制冷和供电性能的同时减小发动机性能损失。以Mach数Ma=1~4.4的大热负载高速飞行器为背景,针对三种机载综合热管理系统,开展适应飞行任务的系统优化设计,实现燃油热沉、外涵道引气热沉、冲压空气引气、发动机引气与飞行任务的最优匹配。研究过程采用等效质量方法,将各系统质量、能耗、气源消耗等成本统一等效为燃油代偿损失,并作为目标函数,对多种工况进行优化设计。研究结果表明：在Ma≤2时,采用外涵道空气热沉模式更为合适,但随飞行速度的进一步提高,其制冷循环压比显著上升制冷效率降低,燃油代偿损失急剧上升;基于燃油热沉的综合热管理模式更适用于Ma=2~4.5的飞行任务,其制冷循环功耗和能耗在各飞行工况下性能表现较为稳定,燃油代偿损失仅因飞行速度增大而增大;与发动机引气相比,冲压空气引气更适合Mach数较高的飞行任务规划。因此,对于巡航Ma≤2的飞行器,搭载“外涵道引气热沉+发动机引气”的机载综合热管理系统,发动机性能损失更低;对于巡航Ma=2~4.5的飞行器,搭载“燃油热沉+可切换发动机引气/冲压空气引气”的机载综合热管理系统,发动机性能最优。     

振动床混流干燥系统热效率研究

振动床混流干燥系统由热风系统、干燥系统和除尘系统三部分组成,旨在降低褐煤水分,提高单位褐煤的发热量,以提高褐煤质量。由于振动床混流干燥是一种新型干燥系统,因此需要对干燥系统进行测试,并研究振动床混流干燥系统的热效率。通过现场测试,针对不同煤流量分别测得干燥系统进出口的温度、湿度、风量及测定干燥前后煤样的水分及发热量。采用了熵焓值计算方法,得出干燥不同煤量所需的理论风量。通过对比理论风量与测试风量,分析研究干燥系统的热效率,找出干燥效果不佳的直接原因和干燥系统改进的方法,为振动床混流干燥系统的改进提供理论支持。     

一种新型太阳能溶液预处理电渗析再生系统

太阳能溶液除湿空调系统是一种具有较大节能潜力的新型空调系统。然而,太阳能热再生系统严重依赖于环境工况,在高温或高湿的气候条件下其再生后得到的除湿溶液将不能满足除湿的需求。提出一种用于溶液除湿空调系统的新型太阳能溶液预处理电渗析再生系统,分析了该系统的工作原理,建立了该系统的耗能模型,并与传统太阳能热再生系统进行了对比研究。研究结果表明,太阳能溶液预处理电渗析再生系统具有较高的节能潜力。