与时俱进 引领风骚--庆贺《机械工程学报》创刊50周年

由中国机械工程学会主办的《机械工程学报》正进入“知天命”之年,成为机械工程界传播、交流、培育创新思维和实践求知的公认学术园地。早在初创期间,我就有缘襄助首任主编、我国机械工程界前辈庄前鼎先生参与稿件编辑工作。我长期受聘《机械工程学报》编委,20世纪80年代至90年代还曾继雷天觉先生之后主持过《机械工程学报》编委会。50多年来,我的工作岗位总离不开动力机械行当的热工教学与科研工作,我是《机械工程学报》的忠实读者,也是开卷获益者之一,与《机械工程学报》结下了特殊的感情。     

钙基脱硫剂水合改性实验分析

扩散反应的烟气脱硫过程中，脱硫剂的微观孔隙结构是重要影响因素之一。该文报道钙基脱硫剂的水合爆蒸改性实验，通过调节水钙比和煅烧温度，利用内部蒸发过程促使脱硫剂微观孔隙结构发生大范围变化。实验测定了改性前后脱硫剂孔隙结构和宏观脱硫性能的改变，以及微观孔隙结构内反应转化分布。在实验测定的基础上，分析和讨论了微观孔隙结构的改变及孔隙变化影响脱硫能力的机理。     

微通道气液柱塞流尾部流场三维实验研究

为研究微通道气液柱塞流尾部流场规律,采用三维Micro-PIV可视化技术对微通道气液柱塞流进行实验研究。通过对实验图像处理,绘制出微通道柱塞流气泡尾部区域的三维速度分布图。证实在气泡尾部附近区域的流场具有较大速度,气泡顶端存在滞止点。在气泡尾部区域存在两个对称的方向相反的环流区,增加了微流道在径向上的质量和动量混合。远离气柱尾部的区域,流场为层流,与单相流有类似的抛物线速度分布,即流道中心区域速度大,两边小。在气液界面和壁面之间的流体,运动较复杂,有可能流向气液界面,也有可能流向壁面或者回流。     

池内核态沸腾换热新模型

考虑多个活化核心或汽泡间非线性相互作用及核化过程的非线性动力学特征 ,指出沸腾系统具有强非线性和随机性等特征 .从随机性的物理机理出发 ,利用汽泡数目平衡的概念导出了汽泡尺寸分布函数 ,在此基础上提出了计算核态沸腾换热的新思路 .计算结果与实验对比吻合得很好 .     

低位余热动力回收方案的拟订方法

本文探讨了合理评价低位余热动力回收方案经济性的指标问题,建议采用“净收益”M、并适当兼顾“资金回收期”τ。本文提出院以动力工质加热过程的予热段吸热量与总吸热量之比值a作为筛选动力工质的判据。应选用a值较高的低沸点工质。本文还进一步分析了动力工质的蒸发温度t 3、冷凝温度t 4、冷却水出口温度t 8、以及换热器中节点温差△t p的影响,发现：t 3、t 4和t 8都存在各自的最佳区;在技术条件允许的情况,减小△t p是有利的,因而要求研究小温差传热强化的有效途径与研制相应的高效换热器,并开展其他有关的基础研究,作好科学储备。     

水平加热管上气泡动力特性对纳米颗粒悬浮液过冷沸腾的影响

纯水在水平加热管加热下的过冷池沸腾试验揭示出,在热流密度低于24.4 kW/m2时,加热管底部所需的过热度最低,中部次之,顶部最高;随着热流密度的增加,加热管各位置所需的过热度逐渐趋于一致。纳米颗粒悬浮液的试验发现,低热流密度时,各位置处所需过热度的差异较小,但随着热流密度的增加,加热管底部所需的过热度超过了顶部,这种差异随着颗粒浓度的增加而增加。从气泡动力学角度对产生差异的原因进行了分析,主要的结论是,考虑纳米颗粒/团聚体在加热管顶部表面的沉积/吸附,会降低加热管表面粗糙度,同时使得悬浮液微液底层内出现一个吸引力Fa,从而使得悬浮液的相变温度提高,而由于加热管中、底部分粗糙系数降低所带来的换热降低较加热管顶部要强,使得大部分热流密度下加热管顶部沸腾所需的过热度较中、底部分要高。     

微小矩形通道内气体层流换热的数值模拟

在基于贴壁层概念和已经求得的贴壁层内气体热导率变化规律的基础上 ,数值求解了微小矩形通道内气体层流已充分发展时 ,在壁面等热流边界条件下的温度分布和换热 ,得到了矩形微通道在不同截面长宽比 ζ和不同Knudsen数下的量纲一的温度分布和 Nu 值 ,并进行了相应的讨论。     

基于流型的小直径圆管内流动凝结换热机理

通过流型的可视化观察和传热实验 ,探讨不同管径下小直径圆管内流动凝结过程中流型的演化规律以及不同流型的凝结换热特性 .分析表明 ,随着管径的减小 ,以凝结液沿管壁周向均匀分布为主的环状流型在流型图上的面积增加 ,相应地换热温差对凝结换热数Nu的影响降低 .本研究深化了对小尺度下凝结换热机理的认识 ,为推动相关技术的进一步发展提供了理论依据     

考虑界面蒸发时的降液膜流动传热

The interfacial evaporative heat transfer was included in the semi-empirical study of the heat transfer for the falling liquid film flow. The investigations showed that, the inclusion of the interfacial evaporative heat transfer in the turbulent model would lower the predicted convective heat transfer coefficient. Predictions of the new model resulted in a prominent deviation from that predictions of the normal model in the case of large mass flow rate and low wall heat flux. This deviation will be decreased with increasing wall heat flux, such that it will be asymptotic zero at very high wall heat flux. Predictions of the new model agreed well with the current experimental measurements. This study has verified that the Reynolds number is not the sole crucial parameter for heat transferof falling liquid film flow, and wall heat flux will be another important independent parameter. This result is consistent with our previous studies.     

水平方形管进口区域单面冷却凝结换热

对方形管进口区蒸汽单侧冷却凝结进行可视化观测及参数测量,发现随蒸汽雷诺数(Re为1669～5553)的提高,凝结液成膜方式、发展演化和稳定性均与低雷诺数下由液滴、液桥合并形成的稳定液膜有较大差异。液膜不同流动形态,如周期性断裂、局部失稳、小溪流,对换热的影响十分显,进口区域存在的高换热特性正是由于液膜流动方式的不稳定性所致。高蒸汽雷诺数(Re为5553)时,蒸汽流动的脉动性、界面切应力及Marangoni效应是导致液膜断裂的主要原因。