硅基正弦波纹微通道内的流动阻力特性

硅基正弦波纹微通道在微尺度强化换热、微流体器件中均有重要运用,而目前尚未见有关于其内部流动特性的实验报道。利用标准微机电系统（MEMS）工艺在硅基芯片上加工制成一系列具有不同相位差和周期、当量直径为160 μm的正弦波纹微通道,通过实验研究了其内部流动阻力特性。研究表明：正弦波纹微通道较平直微通道阻力均有增加,且增加幅度与波纹微通道两侧壁的相位差和周期有关。对于周期相同的波纹微通道,两侧壁相位差越大,阻力也越大。对于相位差相同的波纹微通道,周期对阻力的影响则较为复杂：当相位差为0时,呈现出周期越大、阻力越小的趋势（除最小周期通道外）;当相位差为π时,呈现出周期越大、阻力越大的趋势。研究还发现：随着周期减小,相位差对阻力的影响减小,当周期缩短至0.5 mm时,相位差为0和π的波纹微通道内的阻力特性曲线几乎重合。     

局部微型加热下液滴表面温度分布特性

液滴表面温度分布直接影响液滴内部微流状况,而目前文献对液滴表面温度研究主要基于平板全局加热模式。采用MEMS集成工艺和红外热像分析手段,对基于中心局部微型加热下的液滴表面温度分布特性进行了实验研究。研究发现：局部加热液滴表面温度分布与平板全局加热液滴表面温度分布不同,呈现顶端温度高、边缘温度低的凸形温度分布规律;随着加热功率增加,液滴表面温度和温度梯度都会随之增加,而当加热功率增加到一定值后,液滴表面温度增幅趋于一致,表面温度梯度趋于稳定分布状态。同时对液滴局部沸腾时气泡破裂前后液滴表面温度分布进行了研究。研究结果有助于理解和控制液滴微流分布。     

微型硅基内肋管内的流动与换热特性

目前内肋管强化换热研究大多基于铜、铝或者不锈钢等常规材质,其加工精度和加工尺寸均受到限制。本文采用MEMS工艺首次在硅片上制作成带有方形内肋的平行硅基微通道,并对其内部流动和换热特性进行了实验研究,结果表明：在通道深度和宽度相同的情况下,肋高和肋间距对工质在通道内的流动阻力和换热特性有显著的影响;微通道内加肋以后,通道内的流动阻力和换热性能有不同程度的增加,且提高程度与肋高和肋间距有关;通过合理的设计肋高和肋间距,可以起到明显的强化换热作用。结果还显示,进口段效应对硅基微通道内的流动和换热影响较为显著。     

乙二醇基纳米流体黏度的实验研究

实验研究了3种乙二醇基纳米流体(Al2O3-EG、ZnO-EG、CuO-EG)在不同质量分数(0.5%/3.0%/5.0%/7.0%)下的相对黏度随温度的变化规律,实验所用乙二醇基纳米流体采用两步法配制获得。结果表明:在30~60℃温度范围内乙二醇基纳米流体的相对黏度同温度之间并无较强的函数关系(单调递增或递减);但在质量分数较高时,3种乙二醇基纳米流体的相对黏度随温度的变化会出现波动,且以非球形颗粒的ZnO乙二醇基纳米流体的波动最为显著;乙二醇基纳米流体的相对黏度均随纳米颗粒体积分数的增大而增大,其中CuO乙二醇基纳米流体相对黏度的增长速度最快,Al2O3乙二醇基纳米流体的增长速度最慢。最后比较分析了文献中相对黏度预测公式与本文实验数据的相符程度。     

一种计算泡沫金属等效热导率的新模型

提出一种针对泡沫金属等效热导率预测的新模型,该模型基于泡沫金属Kelvin十四面体元胞结构建模,以凹面三棱柱近似金属韧带,并考虑韧带交汇处的结点特点,通过热阻分析得到计算等效热导率的表达式。研究表明:该模型对充填不同介质的不同材质泡沫金属等效热导率均有较高的预测精度(平均偏差均小于10%),与文献其他半经验模型相比能更好兼顾预测精确性和通用性。     

两种微波——活性炭法对苯酚的去除效果及其效能比铰

以活性炭为吸附剂和吸波载体,对微波再生法和直接微波法去除水中的苯酚进行了对比试验研究。结果表明,在两种微波辐射方式下,活性炭都能有效去除水中的苯酚,其中微波再生法对活性炭的一次再生率可达96％,多次再生率为50％～70％;活性炭直接微波法对苯酚的去除率较单独活性炭吸附提高了7％～20％,在苯酚浓度较低（462mg／L）时对其去除率最高达93％。试验结果还表明,微波再生法的除污效能指标（P）值普遍高于直接微波法,且活性炭可重复利用,是一种更为经济有效的微波方法。