气动式微滴喷射中液滴稳定生成的动力学特性研究

微滴喷射增材制造技术作为制造领域的新兴前沿技术有着广泛的应用前景,微滴生成特性对增材制造中微滴在基板铺展、搭接、凝固等过程影响较大,研究微滴生成特性对于提高液滴生成尺寸、频率和稳定性有重要意义。通过试验研究气动按需喷射作用下的微滴喷射行为,探究喷嘴尺寸、黏度和供给压力等因素对射流断裂过程及液滴生成稳定性的影响关系,并进一步研究形成角的变化对液桥断裂顺序及卫星液滴产生的影响关系。研究结果表明,随着喷嘴直径减少,韦伯数（We）显著减少,当喷嘴直径减少到100 μm时,We变为0.33,液滴尺寸与喷嘴直径的比值急剧增大;随着黏度的增加,射流颈缩段的液桥显著增长,液滴尺寸明显增大。在保证生成单个液滴的压力条件下,当供给压力较小时,液桥两端先后断裂形成卫星滴,并最终与半月面融合;随着压力的增大,液桥只发生一次断裂,剩余射流回缩到喷嘴内。在气动式喷射方式中由于上形成角始终大于下形成角,所以液桥总是在靠近液滴端首先断裂,该研究结果有助于提高气动式微滴喷射装置的液滴生成质量。     

几何尺寸对矩形微通道液体流动和传热性能的影响

基于连续介质方法数值研究液体在不同几何结构微通道中的流动和传热性能。在相同热边界条件下,通过比较水力直径、通道长度和宽高比等几何参数对液体微流动的影响,得到各参数对泊肃叶数(Po)和努塞尔数(Nu)的影响关系。研究发现,截面宽高比越大,Po数越小,且雷诺数对泊肃叶数基本无影响;雷诺数(Re)小于500情况下,水力直径小于0.545 mm时,Po数随水力直径减小而减小,水力直径大于0.545 mm时,水力直径变化对Po数基本无影响;Po数不随通道长度变化而变化,但略受流动雷诺数影响;在Re=20～1 800时,Nu数正比于水力直径和宽高比,但是通道长度对Nu数的作用受流动Re数的影响;在通道材料和流动介质相同的条件下,Nu数和Re数之间的关系受通道几何参数的影响,并且拟合得到其关系式。     

不同压力差下微通道尺寸和表面粗糙度对摩擦系数的影响

该文数值模拟液体在圆形和梯形截面微通道内的流动,分析了层流和湍流下液体在微圆管内的流动状态。着重研究不同压力差、微通道尺寸和表面粗糙度下,液体在微通道内的流动摩擦系数,并通过摩擦系数随雷诺数的变化曲线推断微通道流动转捩的雷诺数范围。研究表明:微通道中流动的摩擦系数随雷诺数的增大逐渐减小;通道截面的当量直径会改变过渡状态存在的雷诺数范围;粗糙度会影响湍流状态下流动的摩擦系数,相同雷诺数下,粗糙度越大,摩擦系数越大。     

压力条件对旋流槽数不同的离心式喷嘴液膜破碎及雾化的影响研究

利用粒子动态分析仪和高速摄影系统,研究不同注压下的锥形液膜流动、破碎及雾化特性,分析不同注压下液膜流动速度对液膜破碎的作用以及喷雾质量参数的变化规律,并结合相应试验数据求解了锥形液膜的色散方程,验证了注压对液膜破碎的影响.结果表明,随着注入压力增大,喷嘴流量增大,喷嘴液膜破碎长度下降,喷雾锥角先增加后趋于稳定,雾场SMD(索特尔平均直径)减小,雾滴流动速度增大,液膜切向速度对锥形液膜的作用效果显著;旋流槽数的增加使液膜速度增加,喷雾锥角减小,雾滴流速增大,雾场浓度增加且均匀性更好;通过求解色散方程得到了液膜表面波增长率,从理论的角度说明旋流槽数的增加使液膜表面波增长率增加,导致锥形液膜破碎长度减小.     

热管技术的应用及发展

简要介绍热管技术的发展经过。通过列举实例,重点论述国内外热管技术在冻土病害防治、太阳能采暖、工业、电力电子、粮食果蔬储藏等领域的应用情况,并指出目前该技术发展存在的问题。据此,对热管技术的发展提出展望。