超薄空间复杂边界条件下气体流动压降实验

随着超薄热管等元件进一步超薄化,蒸汽腔厚度减小导致蒸汽流动压降急剧增大,传热热阻增加,传输极限降低。搭建了超薄受限空间气体流动压降实验装置,开展空气流动实验,获得了不同通道高度(0.1~0.5 mm)、不同表面丝网孔径(0.036~0.104 mm)和不同流速(1~10 m/s)下的压降变化。结果表明:通道高度和流速对压降产生显著影响,而表面丝网孔径并不会;3个影响因素按显著程度依次为通道高度、流速、表面丝网孔径;随表面丝网孔径的减小,压降逐渐增大;随通道高度的减小,压降先缓慢增大,在减至0.3 mm后压降开始剧烈上升;随流速的增加,压降增大且近似呈正比例变化关系。最后基于实验数据修正了微通道层流情况下沿程阻力系数相关性预测关联式,以便更准确地预测气体压降。

半环对撞流干燥的实验研究

进行了半环对撞流干燥的流动与干燥特性实验．得出了反映系统流动规律的颗粒停留时间随载带率的变化、颗粒速度沿径向与周向的分布及气团相对速度沿运动方向的变化等；研究了空气温度、载带率及物料初始合湿量等因素对干燥过程的影响，并得出了相应的实验关联式．根据实验与计算结果，提出了提高半环对撞流干燥速率的有效途径．

盛有液化气的压力容器在高温环境下的热响应

针对盛有液化气的压力容器处于高温环境下的情形,简要介绍了采用数值模拟技术预测液化气容器热响应的基本方法,并列举实例,给出模拟结果与实例的比较。

脉冲激光作用下表面液膜相变行为的实验观测

本文采用显微放大摄影及快速瞬态温度检测系统，对高能脉冲激光作用下金属表面液膜的相变行为进行了观测、拍照及瞬态温度测量，初步揭示了一些新的物理现象，并研究了激光功率密度、脉冲宽度、工质种类等对表面液膜相变行为的影响．

快速瞬态传质过程中非费克效应的实验与理论研究

以ＮａＣｌ溶液和纯水快速接触质量传递过程为例，进行了快速瞬态扩散传质的实验与理 论研究。实验测定了质量传播速度与瞬态浓度分布等的变化规律，揭示了快速瞬态扩散传质所具有 的不同于经典扩散理论所描述的物理机制，并进行了相应的理论分析。结果表明，理论计算与实验 结果吻合良好，修正的Ｆｉｃｋ定律表达式能更真实的反映快速瞬态扩散传质规律。

半环对撞流干燥的流动与传热传质分析

建立了半环对撞流干燥过程中的流动与传热传质数学模型。针对模型各部分的不同特点，分别采用合适的数值处理方法进行了数值计算。不同工况下，模型计算与试验结果吻合良好，能较好地预测干燥过程中入口空气温度、载带率及物料初始含湿量等因素对干燥过程的影响。通过对模型计算和试验结果的分析。

快速瞬态热传导与质扩散的类比关系

从物理机制与数学描述等方面分析了快速瞬态热传导与质扩散所存在的类似性，理论分析与实验结果均表明：快速瞬态热传导与质扩散具有类似的物理行为与相同形式的数学描述．通过理论分析给出了量纲为一数Ｈｈ，Ｈｍ及Ｈ１（Ｈ１＝Ｈｂ／Ｈｍ），数值模拟了它们对温度分布与浓度分布的影响及温度分布与浓度分布的一致程度．

流化床散粒状物料干燥过程模拟研究

建立了集流化床内的流动、颗粒传热传质和床层干燥过程为一体的综合数学模型，针对模型各部分的不同特点，分别采用了恰当的数值处理方法进行了数值计算。不同工况下，模型计算与实验结果吻合良好，本文结果有助于深入了解流态化物料干燥机理及各种因素对干燥过程的影响，对干燥设备及干燥工艺的确定具有直接指导作用。

微通道内超临界二氧化碳的压降与传热特性

进行了微通道内超临界CO2的局部和平均传热与压降特性实验研究。结果表明,临界点附近物性参数的剧烈变 化使压降增大,但传热被大大强化。同时也发现,系统压力、质量流速及CO2温度对流动与传热特性有重要影响。在大 量实验数据的基础上,得出了冷却条件下水平微通道内超临界CO2强制对流换热关联式。

高热流密度激光作用下含混多孔材料的传热传质分析

建立了快速高热流密度激光作用下含湿多孔材料传热传质数学模型，并采用恰当的数值处理方法进行了数值计算。结果表明，快速高热流密度激光作用下含湿多孔材料的传热传质具有经典热质传递理论难以解释的超常效应－非傅立叶与非费克效应，且非费克效应比非傅立叶效应更明显，较高含湿量的材料在高热流密度激光作用下的非费克效应应予以足够重视。

半环对撞流干燥的流体动力学特性分析

进行了半环对撞流干燥流动特性的实验与理论研究。实验测定了物料颗粒在环内的运动速度与停留时间沿运动方向的变化，系统压降随载带率的变化等。计算并讨论了不同工况下物料颗粒在环内的运动速度与停留时间的变化规律、颗粒的最大穿透深度与穿透时间及各种因素对流动特性的影响。研究结果表明，对撞区内气固相对速度较大，是强化半环对撞流干燥的有利场所；适当增加环的直径是强化半环对撞流干燥的有效方法；实际干燥过程中存在一合理的气流速度，使其相应的干燥速率最大，干燥的能耗与费用最低。

粒状物料干燥过程中的传热传质分析

建立了粒状物料干燥过程中传热传质数学模型，并采用数值方法进行了处理，该模型能较好地预测干燥过程中物料的含湿量及温度等的变化。模型计算结果与实验结果吻合良好。

脉冲激光加热下超急速爆发沸腾现象观测

以不同体积配比的纯丙酮/乙醇混合液体为实验工质,进行了脉冲激光加热下超急速爆发沸腾的实验研究。采用快速瞬态温度检测系统测定了爆发沸腾过程中金属薄膜表面温度变化规律,采用显微放大摄影系统观测与拍摄了液体工质产生爆发沸腾时气泡生成与运动的系列照片,揭示了超急速爆发沸腾与常规沸腾的本质区别以及激光加热条件、混合工质体积配比及工质中加入纳米颗粒等因素对超急速爆发沸腾的影响规律。

脉冲激光照射下生物质材料的传热特性

采用快速瞬态温度检测系统测定高能脉冲激光作用下生物质材料的温度动态变化,研究生物质材料瞬态传热特性以及激光脉冲宽度、功率密度、材料厚度与初始含湿量对温度变化规律的影响。根据实验现象,尝试提出脉冲激光作用下生物质材料传热的数学模型,数值模拟分析表明,计算与实验结果基本吻合,能较好地反应脉冲激光作用下生物质材料的传热特性,为进一步深入研究和理论分析积累了有价值的实验资料,提供了可供参考的经验。

快速瞬态质量传递规律的实验与理论研究

建立了液-固及液-液快速阶跃式接触质量传递实验装置与实验测量系统,并分别进行了相应的实验研究.通过实验及理论分析,揭示了液体与固体多孔介质及液体与液体突然接触时不同于经典传质理论所描述的物理机制,研究了各种因素对快速瞬态质量传递规律的影响.结果表明,修正Fick定律表达式的计算结果与实验结果吻合良好,能更好地描述两种介质突然接触时质量传递的阶跃函数特性与规律,表明质量松弛时间、质扩散系数、边界质量扰动强度等对快速瞬态质量传涕规律有一定的影响.

高温环境下容器内液化气的热响应分析

介绍了采用数值模拟技术预测高温环境下容器内液化气热响应的基本方法，并给出模拟结果与实验结果的比较与讨论。结果表明模型能较好地预测高温环境下容器内液化气的热转换机理。

采用出口空气再循环的流化床谷物干燥系统模拟

建立了采用出口空气再循环的流化床谷物干燥系统数学模型，以大麦为物料分别计算了各种不同工况下采用出口空气再循环时谷物干燥的能耗及费用等，并就各种计算结果进行了比较与讨论。

快速瞬态质量传递规律的数值模拟分析

对快速瞬态质量传递过程进行了数值模拟计算 ,研究了质量松弛时间、质量扰动浓度及扰动方式等因素对快速瞬态质量传递规律的影响 .结果表明 ,质量松弛时间是影响快速瞬态质量传递规律的重要因素 ,质量扰动浓度及扰动方式等对快速瞬态质量传递规律也有一定影响 .

异丙醇-丙酮-氢气化学热泵中丙酮加氢反应选择性研究

采用实验与理论相结合的方法,对高温丙酮加氢反应副产物的产生路径和机理进行了系统深入研究。反应动力学实验发现高温丙酮加氢反应的主要产物为裂解产物,主要是一氧化碳和甲烷。空速、反应温度和压力的增加使丙酮转化率降低,同时异丙醇反应选择性降低,裂解产物选择性增加;提高氢气流量可以使丙酮转化率增大,同时异丙醇反应选择性增加,裂解产物选择性降低;获得了可以预测反应选择性的反应动力学方程。通过密度泛函理论计算了副产物的产生路径,发现丙酮的烯醇化是丙酮分解产物产生的源头,并指出采用Pt Cu催化剂并降低催化剂酸性可以改善丙酮加氢选择性。

超临界压力下航空煤油圆管流动和传热的数值研究

对超临界压力下大庆RP-3航空煤油在小管道内的流动、传热过程进行了数值研究。湍流模拟采用了RNG k-ε两方程模型和Wolfstein一方程模型结合的两层模型;同时,采用煤油的10组分替代模型以及NIST Super-trapp程序库对大庆3号航空煤油的热物理和输运特性进行了确定。圆管传热的计算条件为:入口压力4 MPa,入口温度300 K,质量流量范围:0.06～0.12 kg/s,壁面热流密度范围:300～700 kW/m2。计算结果显示,煤油的流动和传热特性比水、二氧化碳等简单化合物复杂得多。在超临界压力下,煤油的吸热升温导致其热物理特性以及流动特性均发生剧烈变化,其中,雷诺数沿管道方向上升了至少一个量级,而普朗特数下降了一个量级。在加热开始段,煤油的对流传热系数迅速上升;当壁面温度超过其拟临界温度后,对流传热系数略有所回落;随着煤油温度的进一步上升,传热系数又得到明显增强。计算表明,煤油对流换热特性的变化与煤油复杂的高温热物理特性以及湍流流动在近壁区的增强和抑止有关。