纳米流体流动传热性能的实验与模拟研究

为了研究高温冷却条件下,γ-Al2O3-PG90纳米流体作为冷却介质在一车用机油冷却器内的流动传热性能,采用三维k-ε湍流模型,应用块结构网格生成技巧,融合流固耦合研究方法和薄壳导热模型数值模拟了纳米流体的性能,进行了基液与纳米流体的性能对比计算,分析了纳米粒子体积分数对性能的影响,考察了纳米流体物性预测模型的普适性,并研究了将纳米流体视为单相流体进行性能分析的可行性,通过实验测试得到了性能数据.研究发现:与基液相比,纳米流体强化换热效果明显,流动阻力有所增加,随着纳米粒子体积分数的增加,传热性能提高,流动阻力增加,说明该物性预测模型不能普适,当纳米粒子体积分数大于3%时,将纳米流体视为单相流体的性能研究结果与实验数据偏差较大,可能原因是单相流体流动无法反映较多的粒子之间的相互作用.     

燃烧室下游流场优化数值模拟研究

建立燃气轮机燃烧室点火前的流体流动计算模型,利用计算流体力学软件,对3组不同速度流体的流动情况进行了模拟计算分析燃烧筒流道内的速度场,压力场,对比燃烧筒内在不同压力和速度下流场内流体的流动,模拟计算区域的流场,然后实际进行点火实验,验证模拟结果,发现流场分布最均匀最有利于点火.     

点面电极系统低频流体驱动机理

为了弥补传统交流电动力学理论在解释微流体反向流动方面的不足,开发了一种新型三维点面电极系统并进行微流体驱动实验,分析了低频条件下电化学、交流电热等因素对微流体驱动的影响.实验结果表明,点面电极系统中广频范围内(10～3×106Hz)的微流体流动方向均为由点电极流向面电极,这一现象与利用交流电渗理论预测的流体流动方向相反...     

纳米流体的光热特性

为了选择合适的纳米流体用作直接吸收式太阳集热器的循环工质,采用"两步法"制备了不同质量分数的铜纳米流体、炭黑纳米流体和碳包铜纳米流体.通过测量纳米流体的透射率和闷晒实验,间接地比较了3种纳米流体的光谱吸收性能和光热转换性能.结果表明:在相同质量分数的条件下,铜纳米流体和碳包铜纳米流体的吸光性能均优于炭黑纳米流体.在所研究的3种纳米流体中,由于碳包铜纳米流体具有高的导热系数和低的比热容,因此在闷晒实验中其升温速率最快,闷晒温度最高,显示出很好的光热转换性能.     

脉冲袋式除尘器喷吹气流的数值模拟

借助计算流体动力学方法,采用二维非稳态流动数学模型,对脉冲袋式除尘器滤袋内喷吹气流的压力分布进行了数值模拟.通过与喷吹压力实验值对比,验证了数值模拟结果的可靠性,表明可将数值模拟作为脉冲喷吹的研究方法.在用不同时刻的滤袋壁面压力分布图来表示的模拟结果中显示,随着气流向袋底方向运动,滤袋壁面压力的最大值不断下移,距袋口0.5 m处,峰值压力和压力上升速率都达到最大值.     

凹腔火焰稳定器内气流流动的实验研究

为了进一步探究凹腔火焰稳定器内的流动特点,设计了一个简单的小型超音速风洞。并在此基础上,通过油流显示法对矩形凹腔和人字形凹腔的内部流动进行了实验观察,并将实验结果与数值模拟结果进行了对比,获得了矩形凹腔和人字形凹腔内的流动信息,结果表明:人字形凹腔内部气流有明显的向中心汇聚的趋势。实验为数值模拟提供了依据并为进一步的实验打下了基础。     

梯形硅基微通道热沉流体流动与传热特性研究

以去离子水为流动工质,对梯形截面的硅基微通道热沉进行了流体流动与传热的实验研究.通过测量流体的流量、进出口压降与温度、热沉底面加热膜温度,获得了梯形硅基微通道热沉在不同体积流量、不同加热功率条件下流体流动与传热特性参数.实验得出,梯形微通道的流体传热特性值与经验公式预测值相比存在明显的差异,梯形微通道角区对流体流动与传热有重要影响.最后,在实验基础上根据经验公式修正得出层流条件下的梯形硅基微通道的对流换热关联式.     

转杯纺转杯内气流场特性的研究

转杯纺纱利用气流对纤维进行剥离、输送及凝聚等操作,转杯内气流对纤维运动指向性、分布均匀度和扭曲度等有直接影响。为研究转杯纺纱过程中转杯内气流流动特性,运用Fluent流体仿真软件对转杯内流场进行仿真计算,结果显示:转杯内气流流动整体呈旋转流动,气流经纤维输送管进入转杯后,小部分直接向上流出转杯,大部分向下流动冲向转杯壁面,并沿转杯旋转方向旋转流动,在纤维输送管出口处和假捻盘台阶处出现涡旋;转杯内部存在负压区域,从纤维输送管入口到出口动压不断增大,凝聚槽内动压最大;随着转杯转速增加,凝聚槽水平截面上尾状流动区面积减小,旋转流动趋势明显;滑移面倾角对纤维输送管出口处高压区面积大小、位置及凝聚槽内动压有显著影响,进而影响纤维运动状态与成纱质量,不宜采用过大的滑移面角度。     

空气变形丝喷嘴的气流流动显示研究

木文介绍了喷嘴气流流动显示的纹影法与纹影干涉法,提出了纹影干涉图的定量计算公式,提供了不同状态下的实验照片,分析了喷嘴出口处气流的主要特征和对成纱质量的影响因素。     

缝洞型油藏裂缝-溶洞中流体运动特征研究

用数值计算和实验的方法研究单个裂缝-溶洞中单相流动问题.从流体运动基本方程出发,建立裂缝溶洞之间流动的数学模型,采用投影差分格式求解,得到流体在缝洞模型中流动时流场的分布规律,给出压力和速度的空间分布.数值模拟和实验表明:当溶洞足够大,裂缝到溶洞中流动与"射流"相似.     

MgCO_3对AZ31镁合金晶粒的细化

研究了MgCO3对AZ31镁合金凝固组织的影响。结果表明:随着MgCO3的增加,合金中的β-Mg17Al12相由晶内分布变为晶间分布。在AZ31中添加0.6%的MgCO3,于760℃时保温10min,细化效果最佳。α-Mg晶粒的尺寸由基体合金的570μm降至100μm,降低幅度约为82.5%,抗拉强度提高了57.9%,延伸率约提高了11.1%。通过能谱分析,结合能计算及自由能计算证实,细化机理是MgCO3反应后生成的部分Al4C3质点作为异质核心细化晶粒。多余的Al4C3质点钉扎晶界阻碍晶粒长大。Al元素随固/液界面前沿被快速推至晶界,生成沿晶界生长的β-Mg17Al12相,起到进一步固定晶界的作用。合金元素的分布均有改变。     

以碳酸锰微球为模板的聚电解质微胶囊的制备

以硫酸锰和碳酸氢铵为原料通过结晶生长制备了(直径为4-5μm)的碳酸锰颗粒。探讨了两种反应物的配比和分散剂种类对其形貌和晶型的影响;并以合成的碳酸锰微球为模板,采用层层自组装(Layer by layer,LBL)技术将具有相反电荷的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和聚丙烯氯化铵(PAH)交替组装到微球表面,除去模板后得到了具有缓释功能的空腔胶囊。     

TiCl4直接水解法制备电子陶瓷用高纯TiO2微粉研究

论述了采用精制TiCl4配制浓钛液,直接加入氨水及表面活性剂水解制备偏钛酸,偏钛酸经干燥、煅烧、气流粉碎制备电子陶瓷用高纯二氧化钛的新工艺,重点讨论了水解工艺条件中表面活性剂、钛液浓度、升温速度以及干燥、煅烧等条件对TiO2微粉的形貌及粒度分布的影响。利用该新工艺生产的高质量电子陶瓷用高纯二氧化钛是同类进口原料粉的理想替代品。     

醇类示踪剂技术在江汉油田应用研究

示踪剂的物理化学特性及其与油层岩石和流体的相互作用程度,直接影响示踪剂的流动特性,并对最终解释结果产生影响。室内开展异丙醇和正丁醇的稳定性、流体配伍性、地层吸附损耗等实验。研究表明:醇类示踪剂异丙醇、正丁醇与地层流体具有较好的配伍性、稳定性,且吸附损失相对较小,彼此之间无干扰,适合于井间监测。     

矿化剂对莫来石质偏转磁芯承烧座性能的影响

以电熔莫来石颗粒、莫来石细粉以及生粘土为主要原料,α-A l2O3微粉和矿化剂Mg-CO3、CaCO3、BaCO3为添加剂,经配料、混练、成型后,在1 460℃保温3 h条件下烧成,合成出莫来石质偏转磁芯承烧座,并检测试样吸水率、显气孔率、体积密度及烧后线变化率,同时进行显微结构分析。研究了单独添加MgCO3、CaCO3、BaCO3以及三种矿化剂两两复合对莫来石质偏转磁芯承烧座性能的影响,结果表明：使用MgCO3、CaCO3、BaCO3三种矿化剂均能起到矿化作用,改善制品的烧结性能,从单种加入来看,以添加3%BaCO3的矿化效果最好,其体积密度2.20 g/cm3为最高、显气孔率28.7%为最低,明显提高了试样的烧结性能。复合加入以添加3%BaCO3和3%CaCO3的7#试样效果更为明显,其显气孔率最低,体积密度最大,烧结程度最好,这有利于提高承烧座的抗热震性和使用寿命.     

等离子烧结的空心阴极放电特性

为了将空心阴极效应更好地应用于粉末冶金制品的烧结,采用不锈钢粉末压坯作为圆筒和平行平板空心阴极,进行了空心阴极放电的点燃条件以及阴极空腔宽度、气压、电压和温度等因素对放电电流密度影响的研究.结果表明,空心阴极点燃的条件是不同的空腔宽度与电压、气压条件的合理组合;放电电流密度的大小与空腔尺寸、放电电压和工作气压有关;在满足空心阴极效应的条件下,空腔尺寸越小,电压和气压越高,电流密度越大;电流密度随空心阴极温度的升高而下降.     

速溶蛋黄粉喷雾干燥工艺优化及其特性

采用喷雾干燥技术制备速溶蛋黄粉并对不同溶解程度的蛋黄粉进行特性研究。在单因素试验基础上,采用Box-Benhnken试验设计结合响应面分析法探讨了喷雾流量、进料温度和进风温度对蛋黄粉速溶性的影响,优化干燥工艺参数。通过流变学性质、颗粒结构和稳定性分析研究不同溶解程度的蛋黄粉性质差异。结果表明,蛋黄粉喷雾干燥最佳工艺条件如下:喷雾流量为17.37mL/min,进料温度为35.65℃,进风温度为185.36℃,此时速溶蛋黄粉溶解指数平均值为1.8506,溶解度平均值为98.74g/100g。特性研究表明,速溶蛋黄粉是典型的非牛顿流体,具有假塑性特征,且颗粒结构较完整,稳定性较好,与鲜蛋对比,具有较好的复原性。     

陶泥对混凝土抗冻性能影响

为探讨陶泥作为辅助胶凝材料对混凝土抗冻性能的影响,采用快冻法进行混凝土抗冻试验.设计两类混凝土,即未掺引气剂和掺引气剂,每类中分别包含12组混凝土,其中,基准混凝土1组,陶泥和粉煤灰分别取代水泥10%,20%,30%,40%的混凝土各4组;陶泥和粉煤灰共同取代水泥(10%(陶泥)+20%(粉煤灰),20%(陶泥)+10%(粉煤灰),20%(陶泥)+20%(粉煤灰))的混凝土3组.试验结果表明:未掺引气剂时,以陶泥取代水泥量30%的混凝土抗冻性能最佳,其他取代量的混凝土抗冻性能与基准混凝土抗冻性能相当;取代水泥量为20%时,陶泥混凝土抗冻性能略低于粉煤灰混凝土抗冻性能,其他取代量时,陶泥混凝土抗冻性能与粉煤灰混凝土抗冻性能相当;复掺陶泥和粉煤灰的混凝土的抗冻性能与相同取代量的单掺陶泥或粉煤灰的混凝土的抗冻性能相当;掺加引气剂可以显著提高陶泥混凝土的抗冻性能.故陶泥取代水泥后,混凝土抗冻性没有降低,并且在某些取代量时有所提高.     

粉体同轴柱形电极放电性能分析

探索了带电粉体在同轴柱形电极结构下的电晕放电机理,建立了粉体带电粒子的流体模型.理论分析了粉体电晕放电过程中的带电粉体粒子浓度变化规律、电晕电流密度与粉体粒子浓度的函数关系,理论分析结果与实验相吻合.     

金刚石线锯上砂工艺对微粉密度的影响

以直径0.25 mm的琴钢丝为基体,粒径22～38μm的金刚石微粉(表面镀膜)为磨料,瓦特镀液为基础镀液,用微型气泵对上砂镀液进行搅拌,用落砂法上砂工艺制造金刚石线锯.结果表明:当气泵电机转速在100～120 r/min之间,线锯走动速度为100 mm/min,阴极电流密度调节至2～3 A/dm2时,可以制得微粉密度稳定的线锯,其微粉密度为1.35 Ct/dm2左右.