微气泡在矩形铂膜加热器上的控制性生长及振动

采用标准MEMS加工工艺,设计出了5个50μm×20μm的串联铂膜微加热器并将其置于并联流动微通道内;在脉冲加热下观察铂膜上气泡的生长行为,实验研究了主流过冷度、流速以及铂膜功率等因素对气泡生长的影响;结果表明,气泡的生长延迟间差随着主流过冷度和流速的增大而增大,随着铂膜功率的提高而缩短;高功率小流速时,气泡直径较大,但流速的提高会使气泡脱离直径变大;气泡生长的同时伴随着纵向和横向跳跃:前者与流速有关,后者与串联铂膜上气泡间的相互影响有关,但流速是影响两个方向上跳跃幅值的主要因素。

流动沸腾不稳定性对加热膜上微汽泡的影响

The microbubble behavior on platinum microheaters immersed in parallel microchannels during flow boiling was experimentally investigated,with the heater driven by pulse-heating.With increasing heat flux of rear face heater,three representative types of microbubbles,corresponding to three instable tendencies were identified.The relations between boiling instability and bubbles behavior were analyzed.The conclusions indicated that transitions among these bubbles and various departure modes strongly depended on the instability of flow boiling in microchannels.Meanwhile,heating power of the rear face heater was also one of the main factors that affected bubbles incipience and diameters.The results of present study can provide powerful basis for the future design of new micro-fluid functional devices.

电流型NO_(x)传感器加热控制研究与设计

为解决电流型NO_(x)传感器因加热控制不当导致的传感器失效,以及温度控制精度低导致传感器测量值不准确的问题,对NO_(x)传感器加热控制策略及加热器特性进行研究,并设计了一种NO_(x)传感器加热控制算法和加热控制电路。首先使用Simulink仿真分析该算法在温度控制中的响应性与稳定性,然后利用COMSOL仿真分析传感器在该算法中长期工作的可靠性,最后基于STM32单片机进行试验验证。结果表明:设计的加热控制算法和电路可以较好满足温度控制要求,传感器冷启动时间约为46 s,温度控制精度为(800±3)℃。温度稳定后传感器活性区域均能达到800℃,YSZ(钇稳定氧化锆)、Al_(2)O_(3)、LSM(镧锶锰)各层最大应力分别为47.1 MPa、50.1 MPa和83.8 MPa,均低于其许用应力。

微气泡执行器强化微混合的实验研究

微尺度流动的雷诺数(Re)比较低,其混合主要通过扩散来完成,因此需要较长的距离与时间才能混合均匀。为实现微尺度低Re数流体的快速均匀混合,以甲醇及染色甲醇为工质,采用脉冲电压激励微铂膜产生可控气泡,并以气泡周期性胀缩产生的脉冲压力为动力源,研究脉冲压力横向扰动产生的混沌流对微通道内流动混合的影响。结果表明:脉冲压力横向作用使流体的交界面产生了强烈的卷曲拉伸,有效地强化了混合,该微混合器能够在毫米级混合长度及毫秒级混合时间内快速均匀混合,脉冲频率越高,混合效果越好。本研究结果为解决微尺度下低Re数流动混合难题提供了一种有效的崭新手段。