横掠气流作用下波形板壁降膜破裂分析

以边界层理论为基础,基于独立假设建立了波形板通道内降液膜在横向气流驱动下沿屈折角横向偏移的二维边界层模型。通过量纲分析和理想层流假设进行模型简化及边界层方程求解,建立了横向切应力驱动下波形板壁降膜破裂的力平衡模型并给出破膜速度的临界准则,模型包括波形板通道几何参数、气液两相物性及流动参数等多种因素的影响,与本文实验结果和已有理论模型进行对比,所建模型能够更准确地预测液膜发生破裂的临界条件。进一步的量纲分析表明惯性离心力、气流剪切力、壁面黏性力和表面张力共同决定着液膜的运动、变形直至破裂,由它们之间的平衡关系可以确定液膜的稳定与否。     

切应力作用下层流降膜传热特性的数学分析

利用合流超几何函数求解了切应力作用下降膜过程的能量方程,其中液膜内速度分布由气液界面切应力决定,并解得努塞尔数的计算表达式,分析了液膜温度和努塞尔数的变化趋势,讨论了同向与反向切应力、贝克来数对层流降膜传热特性的影响。分析表明,同向切应力作用下液膜最大速度恒位于气液界面处,对液膜具有拉薄效应,因此换热效果优于反向切应力作用,且努塞尔数随着切应力的增大而增大,而反向切应力则相反;同时努塞尔数在发展段随贝克来数的增大而增大,在充分发展阶段趋于一致。     

真空条件下蒸汽横掠水平降膜管束的流动阻力

建立了蒸汽横掠带有液体降膜流动的水平管束流动阻力实验台,对影响流动阻力的因素与规律进行了实验研究。实验在绝对压力为12～31 kPa的真空条件下进行,对应的水蒸气饱和温度为50～70℃,模拟了大型海水淡化装置中水平管降膜蒸发器的流动过程。实验结果显示,蒸汽掠过带有降膜流动的水平管束的压降远大于蒸汽横掠水平管束的流动阻力,流动阻力系数不仅与蒸汽流动Reynolds数有关,还与液体在水平管上降膜流动的Reynolds数有很大关联。提出了正三角形排列管束的蒸汽横掠降膜流动管束的阻力关系式。     

油滴作用下的气泡液膜破裂机理研究进展

从泡沫破裂的慢速消泡行为和快速消泡机理两大方面阐述了油滴作用下泡沫破裂的理论研究发展现状,主要包括油滴作用下泡沫破裂的阶段理论,油滴作用下泡沫液膜的破裂机理,介绍和评述了"架桥-拉伸","架桥-反润湿","铺展-流体卷吸"和"铺展-波形成"液膜破裂机理。结合泡沫在石油与天然气开采作业中诸如泡沫驱油、泡沫堵水和堵气、泡沫排液、泡沫压裂等作业过程的应用现状,指出油滴与泡沫相互作用领域今后的研究方向。     

磁场作用下垂直管外氨水降膜吸收的模型研究

在氨气吸收过程中增加了宏观磁场力，考虑了吸收过程中降膜溶液膜厚的变化、膜厚方向的对流以及氨水溶液物性的变化，建立了磁场条件下垂直管外氨水降膜吸收数学模型。在磁感应强度0－3T范围内，对数学模型进行数值求解，得到温度、浓度、速度分布等参数。结果显示磁场对于氨水降膜吸收过程有一定的增强作用。     

光固化3D打印离型膜在树脂作用下的变形分析

在光固化光敏树脂成型过程中,聚四氟乙烯离型膜会在树脂液位的波动影响下发生变形,进而影响光固化制件的精度,因此需要减小离型膜在制件过程的变形量,确保其相对稳定。首先分析树脂液位变化,通过液位变化量,等效出树脂液波动带给离型膜的载荷,建立离型膜受力模型。然后基于离型薄膜的挠度变形理论,应用Ansys软件进行模拟研究,对不施加预应力和施加不同预应力作用下的离型膜变形结果分析,结果表明施加预应力有利于提高离型膜稳定性,且施加预应力为2. 645M Pa时离型膜受到树脂波动影响最小,位置精度变化在0. 01 mm。