基于有限差分法的食品包装材料不稳定性数值模拟

基于有限差分方法数值模拟了塑料食品包装材料化学物向食品(模拟物)的迁移及迁移物在食品内的不稳定性。利用数值计算软件Matlab进行数值模拟得出了不同损耗模式下的迁移预测曲线。结果表明,扩散系数D决定了迁移的动力学过程,分配系数K_(PF)表征平衡时化学物在包装材料和食品内的浓度比值,平衡时食品内的化学物浓度随化学物在包装材料内的初始浓度C_(in)的增加而增加。化学迁移物在食品内存在不稳定现象,这将导致实验结果低估其向食品的迁移。利用损耗函数得到了2种不同损耗模式下的迁移预测曲线。     

脉冲CO2激光焊接30CrMnSiA气孔控制及机理分析

为了研究激光深熔焊气孔的产生规律及抑制气孔的措施,采用脉冲CO2激光焊接的方法,得到了未焊透时焊缝气孔率和脉冲参数的关系。结果表明,在脉冲频率低于50Hz时,焊缝气孔随着脉冲频率的增加显著减少,当频率在50Hz~200Hz范围时,可以稳定地抑制焊缝气孔的产生。适当提高占空比有利于减少气孔数量。     

超临界压力碳氢燃料瞬态加热响应特性

冲压发动机所使用的再生冷却技术将超临界压力碳氢燃料作为冷却剂, 对其传热特性的研究很有必要。对竖直圆管中碳氢燃料的瞬态加热过程中的流动特性开展了实验研究, 测量了壁温、进出口流体温度、进口压力、进出口压差等参数的变化, 得到了基本的响应特性。实验中发现周期性的压力、流量、温度振荡现象, 并得到了出现该现象的临界实验参数。     

池沸腾下朝向曲面加热面临界热通量分析模型

堆内熔融物滞留(IVR)策略得以实施的关键在于压力容器下封头外部冷却(ERVC)能力,即压力容器下封头外部临界热通量(CHF)高于下封头壁面对应的热通量。通过结合Helmholtz不稳定性与液膜蒸发,提出了池沸腾下朝向曲面加热面临界热通量的分析模型。由于表面张力作用,内部嵌有汽柱的薄液膜附着在下封头壁面外,Helmholtz不稳定性作用于薄液膜与汽柱的交界面;随着加热表面热通量的增大,汽柱与液膜之间相对速度达到一定时,在Helmholtz不稳定性的作用下,汽液交界面产生畸变,并形成汽膜,阻碍主流液到达加热表面;当加热热通量接近CHF时,液膜逐渐蒸发直至CHF触发。通过该模型计算得到了不同过冷度下,CHF随加热曲面方位角的变化,计算结果与现有的大量实验数据一致性较好。     

超临界循环流化床锅炉垂直并联内螺纹管内两相流不稳定性的研究

针对600 MW超临界循环流化床(CFB)锅炉水冷壁管在低质量流速条件下的水动力特性,进行了垂直并联内螺纹管内两相流不稳定性的试验研究,得到了不同条件下的水动力特性曲线和压力降、密度波2种脉动的典型脉动曲线.在试验参数范围内,分析了系统压力、质量流速、进1:2过冷度和上游可压缩容积对两相流不稳定性的影响.根据试验结果,采用均相流模型得到了不稳定发生的界限关系式,为超临界CFB锅炉垂直并联内螺纹管水冷壁的设计与安全运行提供了依据.     

同心圆排布管束流体弹性不稳定性模拟研究

流体弹性不稳定性是换热器管束振动中最重要的激振机理,对同心圆排布管束的流体弹性不稳定性研究可以为该类型换热器的设计制造及维护提供参考。基于同心圆排布的几何特点,建立了类正方形排布、过渡排布和类三角形排布3个具有代表性的物理模型,采用ANSYS CFX软件进行了流固耦合模拟计算,获得流场信息和振动特性。通过对同心圆排布不同位置处的临界流速、主振方向进行分析,发现主振方向会随间隙流速增大,由顺流方向变为横流方向;在3种排列中,类正方形排布区域临界流速最大,过渡排布区域临界流速最小,结果表明,同心圆排布管束中过渡排布最易失稳,在设计及工程应用中应重点关注该区域。     

椭圆空心截面梁侧向失稳分析

分析椭圆空心截面(EHS)构件弯曲时的侧向稳定性。对8根截面(高厚比为2)的无侧限EHS梁进行三点弯曲试验,并记录试件的试验设备、材料性质、截面几何形状、残余应力以及荷载、变形响应。使用数值模拟方法对试验数据进行补充,并依据试验结果验证其正确性。数值分析用于评估截面高厚比和构件长细比对侧向稳定性的影响。基于结构特性相关数据建立椭圆空心截面梁的侧向扭转屈曲曲线。提出限制长度以下时,侧向扭转屈曲(LTB)可不考虑。     

直流电弧等离子体喷射金刚石厚膜生长不稳定性问题

采用高功率直流电弧等离子体CVD工艺制备了不同厚度的金刚石自支撑膜。观察到在金刚石厚膜生长过程中出现形貌不稳定性,并往往导致膜层组织疏松,强度降低。本文从理论和实验观察两个方面进行了讨论。生长不稳定性在任何高速沉积CVD过程中都可能发生,而直流电弧等离子体的高温造成碳源高饱和度以及高温等离子体射流对衬底表面的冲击,使之比其它CVD金刚石膜沉积工艺具有更大的不稳定生长倾向。基于实验研究结果,建议在较低的气体压力下沉积,以减小金刚石厚膜生长的不稳定性。     

底部均匀热流加热的平面库埃特流动中浮力的影响

对底部均匀加热的平面库埃特流动中浮力驱动的对流起始点进行了理论分析。在热进口区,当瑞利数Raq〉〉816．7时,基于线性理论、比例关系和拓展的瞬间不稳定性概念,得出包括扰动流向变化的新的稳定方程。结果表明,用于标定纵向涡卷起始点的临界瑞利数砌随着普朗特数Pr的降低而增加。根据本文的稳定性标准,得出新的涵盖整个砌数范围的混合对流传热关系式。文中对可用的水实验数据进行了准确的预测。     

Two-phase flow instability in a parallel multichannel system

The two-phase flow instabilities observed in through parallel multichannel can be classified into three types, of which only one is intrinsic to parallel multichannel systems. The intrinsic instabilities observed in parallel multichannel system have been studied experimentally. The stable boundary of the flow in such a parallel-channel system are sought, and the nature of inlet flow oscillation in the unstable region has been examined experimentally under various conditions of inlet velocity, heat flux, liquid temperature, cross section of channel and entrance throttling. The results show that parallel multichannel system possess a characteristic oscillation that is quite independent of the magnitude and duration of the initial disturbance, and the stable boundary is influenced by the characteristic frequency of the system as well as by the exit quality when this is low, and upon raising the exit quality and reducing the characteristic frequency, the system increases its instability, and entrance throttling effectively contributes to stabilization of the system.