针柱诱导铝表面冷凝液滴聚并的实验研究

采用实验研究得到针柱接触铝板表面后冷凝液滴的变化情况,分析不同规格针柱在不同时刻接触铝板表面后诱导生成的液滴半径的大小及清理干净区域的半径的变化规律,并测量温度变化,计算得到热流密度及换热系数随时间的变化规律,分析针柱接触铝板对热流密度和冷凝换热系数的影响。

自然循环中冷凝液滴自由表面识别的改进

自然循环过冷沸腾过程是第3代核电站非能动安全性的基础,该过程中冷凝液滴的传热计算对核电站的安全性具有重要意义。本研究采用移动粒子半隐式(MPS)方法对该过程进行模拟。为了对该过程中冷凝液滴传热传质界面的识别进行改进和优化,提出一种基于全局扫描的自由表面识别方案,将该方案以及其他3种典型的自由表面识别方案应用于冷凝液滴撞击液面问题。结果表明:采用粒子数密度法的自由表面识别方案、采用法向量扫描的自由表面识别方案和采用弧度法的自由表面识别方案皆因其方法本身的缺陷而无法精确地对液滴自由表面进行识别;而采用全局扫描的自由表面识别方案,能克服上述方法的缺陷,准确地对自由表面粒子进行识别,且其求解得到的压力场与物理实际最为接近。这种新型的基于全局扫描的自由表面识别方案为今后计算冷凝液滴交界面处传热传质问题打下了良好的基础。

憎水表面光控液滴蒸发及冷凝液滴的演化特性

实验利用可视化方法研究了憎水表面上聚焦激光局部加热作用下液滴的蒸发特性及主液滴周围冷凝液滴的生成及演化特性。波长为1550 nm的红外激光作为局部热源控制液滴的相变。结果表明:冷凝液滴随着热蒸汽在过冷基底上的冷凝而不断生长,冷凝液滴之间的聚并现象使其尺寸快速增大。冷凝液滴的演化过程受到液滴蒸发强度和冷凝持续时间的综合影响。当激光加热偏离液滴中心位置时,冷凝液滴仍然较为均匀地分布在主液滴周围。

液体食品香精挥发性成分顶空-单液滴冷凝分析方法的建立

本实验以三种不同的模拟液体食品香精为研究对象,建立了一种液体食品香精挥发性成分顶空-单液滴冷凝分析方法。该方法是在顶空-单液滴微萃取的基础上,不用萃取溶剂,而是将冷冻的微量进样针扎入样品瓶顶空,通过顶空挥发性成分在针壁上的不断冷凝形成液滴来提取液体食品香精挥发性成分,然后将微量进样针从顶空瓶中拔出,进入气-质联用仪进行分析,目标香料全部检测出来。

微纳结构对硅基超疏水表面冷凝特性的影响

目的研究微米结构中心距对微纳二级结构超疏水硅表面热交换效率的影响。方法首先采用湿法腐蚀在硅表面构建中心距分别为22、24、26、28、30μm的微米四棱台结构,然后采用溶胶-凝胶法在表面涂覆疏水的纳米二氧化硅颗粒,获得微纳二级结构超疏水表面。通过表面接触角测量仪分析表面的湿润性,通过扫描电镜观察表面的微观形貌特征,使用光学显微镜观察冷凝小液滴自迁移现象,使用电子天平称量表面的冷凝集水质量。结果当纳米结构相同时,随着微米结构中心距的增加,液滴静态接触角减小,冷凝小液滴的自迁移频率变慢,相同时间段内,平均集水效率下降。当相对湿度大于90%时,会出现表面“淹没”现象。微纳二级结构超疏水硅表面(微米结构间距22μm)的集水效率是单独微米结构硅表面的1.38倍、单独纳米结构疏水表面的1.27倍、疏水硅光片表面的1.75倍、光二氧化硅亲水表面的3.6倍。结论当纳米结构相同时,在一定范围内适当减小微米结构的中心距,有助于增强微纳二级结构超疏水硅表面热交换效率。

液体牛肉香精配方结构研究

香精的配方结构对调香具有重要指导意义。本文采用HS-SDC提取、GC/MS分析法对市售11个液体牛肉香精样品的挥发性成分进行了分析,根据对检出的香料香味类型的分析,归纳总结出液体牛肉香精配方结构的框架。结果表明,液体牛肉香精配方中,非肉味香料必不可少。好的牛肉香精应该是肉味香料和多种香味的非肉味香料的完美组合。在此基础上,研究开发出了一个液体牛肉香精。

液滴-冷凝法制备磷酸盐陶瓷微球颗粒

介绍了一种制备磷酸盐陶瓷微球的工艺—液滴-冷凝法工艺,该工艺以生物陶瓷羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2,HA]和β-磷酸三钙[β-Ca3(PO4)2,β-TCP]为主料制备了磷酸盐陶瓷微球。采用扫描电镜、X射线衍射分别对磷酸盐陶瓷微球的微观形貌、相组成进行了表征。制备的微球主要由β-Ca3(PO4)2和Mg3(PO4)2组成,其表面和内部都存在丰富的微孔且孔间互相贯通,有望在骨修复材料和药物缓释载体中得到应用。与其它制备工艺相比较,液滴-冷凝法在制备粒径均匀的陶瓷微球方面具有优越性。

矿用空冷器翅片主动抑尘研究

针对矿井高温、高湿、高粉尘的工作环境,提出了一种利用冷凝液滴清除矿用空冷器翅片表面粉尘的方法。通过对冷凝液滴进行受力分析发现,冷凝液滴的运动与表面润湿性能密切相关。为此,制备了4种不同润湿性能的表面,通过积尘实验对其除尘性能进行了测试。测试结果表明,表面润湿性能对翅片除尘具有重要影响,在所有测试样品中,超疏水表面的除尘性能最佳,能够有效地减少粉尘在翅片表面的沉积,为特殊环境下空冷器实现主动抑尘提供了新的解决思路。

羟基磷灰石陶瓷微球的制备研究

羟基磷灰石陶瓷微球的流动性好、容易填充,近年来在骨修复,尤其是口腔手术中得到较多应用。以HA-(NaPO3)6-Mg(H2PO4)2-明胶为陶瓷浆料,应用液滴-冷凝法对羟基磷灰石陶瓷微球的制备工艺进行了探索研究,获得了球形度好、粒径均一的陶瓷微球。

PLLA/HA复合微球的制备

采用了一种新的微球制备方法液滴-冷凝法,以左旋聚乳酸[Poly(L-lactic-acid),PLLA]和羟基磷灰石(Hydroxyaptite,HA)为原料制备了复合微球。采用正交试验,以复合微球的粒径、球形度、成球率和孔隙率为考察指标,研究了PLLA溶液浓度、PLLA/HA质量比及冷凝液的温度梯度对复合微球成型和性能的影响,应用扫描电镜(SEM)对聚乳酸微球的微观形貌、孔隙结构进行了观察和表征。研究结果表明,应用该工艺制备的微球粒径均一,球径可控,其表面和内部都存在丰富的微孔,且孔间互相贯通。当采用较低浓度的PLLA溶液和适中的冷凝液温度梯度时,复合微球的各项指标均较好。该微球材料有望在骨缺损填充等领域得到应用。