曲面上纳米流体液滴的蒸发特性

目的 研究曲面上纳米流体在不同基板温度下的蒸发过程,分析蒸发过程中液滴内部的传热和流动特点,揭示其蒸发机理。方法 选用5种不同表面温度(15、30、45、60和75 ℃)的铜半球作为蒸发基板,以含Al2O3纳米颗粒的液滴作为蒸发流体,记录液滴蒸发过程中各参数(接触角、接触三相线和液滴剩余体积)的变化过程,对蒸发后形成的沉积图案进行测量分析。结果 液滴在曲面基板上的蒸发速率大于液滴在平面基板上的蒸发速率;在不同蒸发温度下液滴蒸发模式基本相同,且蒸发过程中接触线均出现了滑移现象,接触角在第2阶段的减小速率更大;随基板温度的升高,咖啡环明显变窄,马兰戈尼数明显增大,蒸发速率加快。结论 曲面基板相对于平面基板加强了液滴内部的对流换热,纳米流体的蒸发模式不受温度和曲率的影响,蒸发后期液滴内部的对流换热效果相较于表面散热效果更加强烈,随基板温度升高,马兰戈尼效应对咖啡环形成的影响加强。     

纳米流体液滴蒸发过程的温度场研究

纳米颗粒的加入使得纳米流体具有与基液不同的热物性,被视为潜力巨大的新型工质。而纳米流体的蒸发在电子芯片冷却,农药喷洒,喷墨打印甚至医学诊断上都有着重要的应用意义。本文测量了以载玻片为底板的,三种不同浓度,三种不同粒径的Al_2O_3-H_2O纳米流体液滴在五种不同加热温度下蒸发过程中,液滴体积参数变化;记录气液界面温度。实验结果表明:纳米流体液滴蒸发会使气液界面上产生温度差,中心处温度最低,越靠近边缘温度越高,引发由外向内的马兰格尼流动。     

铜纳米液滴蒸发过程的分子动力学模拟

本文利用Material Studio软件成功地模拟了铜纳米液滴在真空条件下(10Pa),温度为1573~2073K的变化情况。通过研究铜液滴在蒸发过程中的均方位移(MSD),径向分布函数(RDF)及液滴直径大小的变化得出如下结论:随着模拟温度的升高,进入气相的铜原子越来越多,由于流体的各向同性,使液滴最终接近球形。当温度从1773K升温至1873K后,液滴的直径明显变小,这是因为在此温度区间体系从液相转变为气相,此时会有大量铜原子从液滴溢出进入气相,从而导致液滴变小。     

突出气相压头的环路热管启动特性实验与可视化研究

本文提出并研究了一种突出气相压头的环路热管(LHP)。该环路热管将加热面与吸液芯分离,形成一个蒸发腔。工质在蒸发腔内发生相变,热管的整体结构设计突出了工质的气相压头。实验研究了不同的灌充率对启动特性的影响,结果表明:加热功率相同时(30 W),较高的灌充率会导致较高的运行温度,当灌充率分别为55%、60%和70%时,运行温度分别为101. 9℃、102. 4℃和107. 9℃,且当灌充率高于60%时会发生明显的温度振荡。在灌充率为55%时进行了蒸发器的可视化实验,观察到该类型热管产生相变的主要特征,即:液相工质的滴落蒸发,气液相界面沿着吸液芯表面向下移动,最后液滴落到加热底板上,气液两相界面的移动规律说明该环路热管独特的运行特点。将液体工质从开始滴落经蒸发到下一次开始滴落的时间定义为一个周期,实验测定了在加热功率为55 W时滴落蒸发过程的循环周期为120 s。     

真空闪蒸喷雾冷却中非等温液滴闪蒸特性的研究

真空闪蒸喷雾冷却是利用液体工质在真空环境下相变吸热来冷却加热表面的新型冷却手段。具有散热能力强、所需工质少,与加热表面没有接触热阻等优点,在航天器电子元器件冷却方面具有广阔的应用前景。液滴闪蒸是真空闪蒸喷雾冷却闪蒸过程的重要组成部分,要研究整个真空闪蒸喷雾冷却系统的闪蒸过程就必须对液滴的闪蒸特性进行研究。本文考虑液滴闪蒸过程中液滴内部存在的温度梯度和对流的影响,采用扩散控制蒸发模型并结合导热方程,对液滴的热导率进行修正,建立了热导率修正模型计算直径为微米级液滴在毫秒量级时间内的真空闪蒸特性,并通过实验验证。研究结果表明,导热模型较等温模型能更准确地预测液滴温度的变化;液滴闪蒸导致液滴到达被冷却表面时,其温度下降明显,但体积几乎没有变化;并且,环境压力越低,液滴的初始半径越小,液滴速度越大,液滴闪蒸对液滴温度的影响越明显。     

二氧化硅纳米颗粒对液滴冻结特性的影响

为了改善液滴的冻结特性,以含SiO₂纳米颗粒的液滴为研究对象,研究了不同SiO₂纳米颗粒含量(5 mg/mL、10 mg/mL、30 mg/mL、50 mg/mL)和不同冷表面温度(268 K、265 K、263 K)对液滴动态冻结特性(液滴形变、接触角、冻结时间等)的影响。结果表明:二氧化硅液滴(SiO₂-H₂O)的冻结时间受过冷度和SiO₂纳米颗粒含量的影响。在低过冷度(263K)时,10 mg/mLSiO₂-H₂O加速冻结,可加快34.78%,在高过冷度(265 K和263 K)时,5 mg/mLSiO₂-H₂O均表现为延迟冻结,分别延缓21.2%和36.84%。此外,根据液滴形变特性,SiO₂纳米颗粒可以使初始液滴砂化加剧,减少冻结液滴内部气泡的释放。SiO₂纳米颗粒与固液相界面之间相互影响,使得液滴冻结完成时纵向变化率减少,横向形变增强,...     

喷射雾滴烟气流动蒸发特性

电站锅炉烟气脱硫废水喷入烟道蒸发是电厂废水零排放最经济可行的技术途径之一。针对该技术实际应用中存在的在烟道壁面上结垢腐蚀问题,以单台300 MW机组为对象,将针对连续相烟气的湍流流动传热欧拉方法,以及离散相雾化液滴群流动蒸发的拉格朗日方法相结合,建立物理数学模型。通过数值模拟方法,研究脱硫废水喷射雾滴在烟气中的流动蒸发特性及其影响因素,获得不同运行条件下喷雾的扩散范围和液滴在烟气内的运动轨迹。结果表明：烟气温度越高、雾化液滴群的直径越小,其完全蒸发所需的时间和距离越短;采用多喷嘴小流量的布置方式可以提高雾化液滴群的蒸发质量;喷嘴喷射方向的选择应该保证雾化液滴群与烟气相对运动增强的同时,保证液滴能在规定距离和时间内完全扩散并与烟气进行充分接触和换热,实现雾化液滴群蒸发质量的最大化;而液滴初速度、喷嘴的喷射全锥角、烟气速度对蒸发率的影响不大。研究结果可为火电厂脱硫废水烟气蒸发的工艺设计及性能调控提供依据。     

脱硫废水烟气喷射蒸发流动特性实验研究

确保喷雾液滴在接触烟道壁面前完全蒸发,是保障电站脱硫废水在锅炉尾部烟道内蒸发处理安全运行的关键。喷雾液滴的破碎、聚并等动力学行为,以及液滴群的粒径分布和速度等因素的影响机制,是喷雾蒸发的主要特性。设计搭建了热态风洞实验台,利用激光粒度分析仪和粒子图像测速仪（particle image velocimeter,PIV）,在不同的引射空气压力、喷嘴水流量,以及风速、加热空气温度等条件下,对喷雾液滴群的粒径变化和速度变化进行了测量和分析。实验结果表明：以大液滴形态离开喷嘴的射流在引射气流的携带作用下,因破碎而形成小液滴,而后液滴间聚并效果会显现出来。液滴初始粒径仅与引射气体压力和水流量有关;风速的提高一定程度上会促进液滴间的聚并。提高高压气体压力、温度、风速以及减小水流量均有助于提高液滴群速度,其中提高风速对液滴群的增速效果最为明显。研究结果为喷雾的数值模拟及工程应用改进方向提供了参考。     

利用飞行时间质谱研究热阴极蒸发特性

提出了采用飞行时间质谱（ToFMS）分析阴极蒸发的成分和速率的新方法。利用ToFMS测试了真空本底、氧化物阴极、浸渍阴极、覆膜阴极等各种阴极蒸发物的成分。研究了阴极蒸发速率与阴极温度和加热时间的关系。比较了不同阴极蒸发速率的大小。实验结果表明ToFMS是一种非常快捷的研究阴极蒸发的实验手段。最后,研究了阴极各种成分离子峰强度与电离电压的关系。     

盐水溶液液滴真空闪蒸特性实验研究

针对盐水(Na Cl)溶液液滴真空环境下的闪蒸过程进行实验研究,获得了不同浓度下盐水液滴的形态及温度变化特征。结果表明:由于盐水液滴浓度和真空压力的影响,其真空闪蒸过程较纯水液滴更为复杂;盐水液滴在真空环境中会经历五种典型形态:稳态蒸发,气泡生长-蒸发,稳态蒸发-凝固,气泡生长-凝固,析盐。当盐水浓度达到共晶浓度22.4%时,会发生析盐现象;盐水浓度较低(5%)时,会发生凝固现象。盐水液滴析盐过程较凝固过程持续时间长,且会持续放出热量,将液滴加热至较高温度。多次实验对比发现,最终环境压力较低(pa1000 Pa)且液滴初始温度较高时,析盐过程明显且迅速。     

蒸发冷凝法中气体压强和蒸发温度对粒子大小的影响

在Ｎ＿２气氛中，用蒸发冷凝法，制备了Ｓｎ细微粒和Ｆｅ及Ｆｅ－４７（ｗｔ）％Ｎｉ合金超细微粒。分别用ＳＥＭ和ＴＥＭ，直接观测粒子大小及其分布。结果表明，平均粒径不是随Ｎ＿２气压强增加单调上升，而是在某一压强Ｐ＿（ｍａｘ）下，出现最大值。随蒸发温度提高，Ｐ＿（ｍａｘ）值迅速增大。粒子大小及其分布与粒子生长机制密切相关。对粒子凝聚生长条件进行了简要讨论。     

真空热处理对CoFe薄膜结构及电磁特性的影响

在本底真空度优于5×10-4Pa的室温条件下,利用电子束蒸发方法沉积CoFe薄膜,研究了不同退火温度对CoFe薄膜结构和电磁特性的影响。样品采用热氧化Si为基片,在3×10-5Pa真空度下分别进行了150、280、330、450和500℃的60min退火处理。电阻率和磁电阻测量表明,450℃退火处理能够明显降低CoFe薄膜电阻率和提高磁电阻变化率,因为这时的X射线衍射谱显示CoFe薄膜的结构已明显改善。还发现沉积在热氧化Si基片上的CoFe薄膜(111)晶面面间距明显小于靶材相应晶面面间距,而退火处理会使薄膜(111)晶面面间距接近恢复到靶材。透射电镜对沉积态样品分析表明,样品呈多晶结构但结晶不太理想。振动样品磁强计(VSM)的磁特性测量发现,500℃真空退火处理,薄膜的矫顽力和饱和磁化强度都提高近一倍,分别由室温沉积态的2337 A/m和327 emu/cm3上升到退火后的4746 A/m和649 emu/cm3。     

直接蒸发式系统在车间低温空调中的应用

介绍了水产品加工车间低温空调的特点和方式，并通过工程实例分析了在车间低温空调中应用直接蒸发式系统的节能效果。     

用电子束蒸发法低温无损情况下在有机柔性衬底上制作ITO膜及其性能研究

在有机材料柔性衬底上沉积ITO膜,需要在低温及无损伤(即避免离子轰击及热损伤等)情况下进行.为满足此要求,采用电子束蒸发法来实现在PI衬底上沉积ITO膜,对沉积参数如电子束特性、氧分压及衬底温度对薄膜质量的影响进行了研究;对薄膜结构、表面形貌、电学及光学特性进行了检测.最后,在PI衬底上获得高质量ITO膜,其可见光透过率超过90%,电阻率低于5×10-4 Ω*cm.     

脱硫废水高温烟气蒸发过程中氯盐和铵盐的分解

为实现脱硫废水零排放,脱硫废水高温烟气蒸发结晶技术逐渐发展起来,脱硫废水蒸发过程中结晶盐的高温分解可能是制约蒸发技术进一步推广应用的关键问题。介绍了火力发电厂脱硫废水的特点及蒸发结晶过程中盐分的稳定性,重点介绍了水合氯化镁的几种热分解机理。综合分析表明,在旁路高温烟气蒸发处理过程中,氯化镁和铵盐可热分解,分别产生氯化氢气体和氨气,将会引起后续脱硫废水排放量增加、烟囱出口氨浓度升高。最后讨论了旁路高温烟气蒸发系统引起电厂粉煤灰的质量降低等问题。     

臭氧在热反应蒸发法低温制备透明导电薄膜IMO中的作用

虽然采用常规的热反应蒸发法就可以在约350℃的玻璃基底上制备出性能优良的In2O3∶Mo(IMO)薄膜,但是随着基底温度的降低,IMO薄膜的电导率和可见光透射比都迅速减小.通过高频放电在反应气体中加入O3后,可以在室温下将In充分氧化成In2O3,极大地改善了IMO薄膜的透明性.而且,IMO薄膜的结晶程度也得到了小幅度提高,这有利于提高薄膜电导率.在不加热基底的情况下(约30℃),制备的约400nm厚的IMO薄膜的电阻率小于5×10-2Ω*cm;在基底温度为100℃时电阻率可以小于2×10-3Ω*cm;同时它们在可见光区域的总平均透射比(含1.2mm厚载玻片基底)都超过0.8.     

双蒸发温度的温湿分控空调机组实验研究

针对传统热湿联合处理中存在的能源浪费、热湿平衡不匹配等问题,本文利用Energy Plus软件对上海市某住宅建筑进行全年逐时负荷模拟。根据模拟结果将温湿度独立控制技术与双蒸发温度压缩机结合在一起,搭建了基于双蒸发温度的温湿分控空调机组实验台。在进行相关理论计算的基础上对其在全年工况下运行特性进行实验研究。结果表明:将具有双蒸发温度压缩机的空调机组用于温湿分控空调系统是可行的,机组运行可靠且满足设计要求。夏季设计工况下该机组压缩机能效比为3.5,比同冷量常规空调变频压缩机的能效比3.04提高了14.8%。同时,冬季设计工况下该机组压缩机能效比为4.3,相对于同冷量常规空调变频压缩机而言,双蒸发温度的温湿分控空调机组节能性显著。     

N型Bi2Te2.5Se0.5热电薄膜的电阻率与膜厚和温度的关系

在玻璃衬底上通过瞬间蒸发法沉积了厚度为50-400nm的N型Bi2.5Se0.5热电薄膜,沉积温度为473K.采用XRD、EDXA和FESEM技术分别对薄膜的相结构、组成和表面形貌进行了分析研究,在300-350K的温度范围内,研究了薄膜的电阻率与膜厚和温度的相互关系.     

Effect of Oxygen Admittance Temperature on the Growth of ZnO Microcrystals by Thermal Evaporation Technique

Hexagonally well-faceted microcrystals of ZnO have been grown by thermal evaporation of Zn powder in oxygen ambient at 700 C under atmospheric pressure. It has been observed that the properties (size and quality) of ZnO microcrystals have a strong dependence on the reactor temperature at which the oxygen gas is admitted into the growth zone. The microcrystals grown with oxygen admittance at 450 C have a length of 1 μm and a diameter of 0.75 μm while that grown with oxygen admittance at 600 C have a length of 1.5-2 μm and a diameter of 1 μm. Room temperature photoluminescence spectra show a ultraviolet (UV) emission peak at 385 nm with a green band emission at around 500 nm. The UV-to-green band emission ratio for the microcrystals grown with oxygen admittance at 450 C is observed to be 1.25 and the ratio decreases to 0.45 for the sample grown with oxygen admittance at 600 C.     

水平单管传热性能试验台设计与试验研究

基于测量单管换热性能的目的,设计一个以R134a为制冷剂,用于进行满液蒸发、管外冷凝与降膜蒸发试验研究的水平单管换热性能测试试验台,并介绍其系统原理和流程。通过光管蒸发、光管冷凝的验证性试验和重复性试验,进行管内和管外换热系数测试值与理论计算值的误差分析,并研究降膜蒸发工况制冷剂流量对换热系数的影响。试验结果表明:测试值与理论计算值的偏差均在要求范围内,试验台可以为试验研究提供准确、可靠的数据。