基于气泡动力学分段调控浸润性强化核态沸腾

基于多孔或微结构表面润湿性改性的核态沸腾强化传热,已得到广泛研究。利用CFD-VOF数值模拟方法,针对单晶硅微柱表面单气泡的生长及脱离过程,进行表面浸润性分段调控,实现气泡沸腾换热的全程强化。分别调控初始接触角为48°、60°、90°和110°后,同一时刻(t=0.152 ms)变接触角为20°,对比研究分段调控浸润性对气泡动力学过程与表面换热性能的影响。结果表明:疏水性可提高气泡生长速率,增强微柱表面对气泡的黏附力,促进气泡在微结构缝隙内的横向铺展;t=0.150 ms时接触角为110°表面上气泡与底面接触面积增加1.3倍,微层蒸发功率增加1.2倍。需要指出的是,毛细效应随颗粒粒径变化趋势受到多孔介质复杂孔隙结构特征的影响。在当前粒径范围内,认为其具有正相关关系,但在更大范围内的对应关系,还需要在未来进一步深入揭示。

时空调控微柱表面浸润性强化单气泡沸腾换热

微结构耦合浸润性调控是目前强化核态沸腾换热的主要手段,针对水工质在单晶硅微柱表面的核态沸腾过程,采用CFD-VOF三维数值模拟方法,对比研究时间及空间分别调控表面浸润性对沸腾气泡动力学、相界面形变及传热性能的影响。结果表明:亲水性增强使得气泡界面曲率增大、合力增强,促使气泡的脱离;空间调控主要表现为增大气泡体积,时间调控则主要表现为优化气泡动力学过程,提高热流较大的生长阶段在整个气泡周期内的占比,从而强化换热;本实验工况下,空间梯度浸润表面以及在生长阶段提高壁面亲水性,均可大幅度提高单气泡沸腾换热性能,平均热流最大可提高42.7%;考虑微尺度下梯度浸润性加工难度,时间调控浸润性强化沸腾换热具有更好的发展前景。

铜基片静态气液界面腐蚀规律的实验

气液两相界面腐蚀广泛存在于日常工业中。因气液相界面存在不稳定特性,迄今对于相界面处腐蚀的研究多针对不断变化的界面位置附近,分析一段时间内的累积腐蚀效果。本文向液相内注入一定体积的气泡,维持气液界面在金属铜壁面的稳定以及气液相界面和液相主体浓度近似恒定;在含不同Cl^(−)浓度的溶液中,通过电化学方法对比有无相界面的腐蚀规律,并根据数据深入分析相界面处的腐蚀机理。结果表明:引入气液界面导致铜试样腐蚀电位升高、腐蚀电流增大,腐蚀更严重;气液界面处由于引入微观界面能差腐蚀、宏观氧浓差电池腐蚀的作用显著增大了试样的腐蚀电流,使得在整个溶液浓度范围内含界面的铜腐蚀电流均高于不含界面的腐蚀电流,同时在铜表面留下清晰的界面腐蚀线;通过对界面腐蚀电流的剥离,包含液相主体腐蚀部分时无论有无界面的铜腐蚀速率均随Cl^(−)浓度的升高呈现先增大后减小的趋势,而去除液相部分影响的单独界面腐蚀电流则随Cl^(−)浓度升高而增大。

中温铯热管的启动及传热性能

由于铯化学性质活泼、易发生爆炸且价格昂贵,目前对中温铯热管的研究少见报道,而以高温钠、钾及钠钾合金热管的研究为主。鉴于中温热管应用及系统学术研究的需求,本文制备了铯热管,采用高频加热器调控其热流密度、数据采集系统监测管壁沿程的温度变化,对其启动性能及传热性能展开研究。实验结果表明,铯热管的启动演变规律与钠热管类似,利用Kn=0.01计算其转折温度更为准确。当热流密度q=18.04W/cm^(2)时,通过热管沿程温度分布可知热管实现了声速极限下的启动,绝热段温度与蒸发段温度相差30.00℃。热流密度q=69.10W/cm^(2)时,工作温度可达600.00℃,蒸发段与绝热段最大温差小于7.00℃,且有效长度为100%,表现出优异的换热性能和均温性。

由Sweedler四维Hopf代数构造Rota-Baxter代数

主要由 Sweedler 四维 Hopf 代数及其子代数构造了权重为- 1 的非平凡Rota-Baxter 算子。

3-莱布尼兹代数及其Rota-Baxter算子的构造

莱布尼兹代数作为李代数的推广,已经发展到很高的水平和阶段。由莱布尼兹代数构造3-莱布尼兹代数,以及由3-莱布尼兹代数构造Rota-Baxter算子,是一个非常有意义和重要的课题。