油相中荷电液滴变形和破碎特性的实验研究

基于显微高速数码摄像技术对不相溶醇油体系中醇相荷电液滴的破碎行为演变过程进行可视化研究。精确捕捉不同场强下荷电液滴在油相中的显微形貌特征，得到荷电液滴在不同工况下的变形破碎过程和演变细节，探究荷电液滴在不同破碎模式下的形成机理。定量分析荷电液滴尺寸与电压和流量的关系，得到液滴粒径累计分布规律和液滴粒径分布的Rosin-Rammler函数。研究结果表明，随电场强度增加，液滴尺寸迅速下降，粒径分布均匀性提高。电场使相间作用效果明显增强。     

高频振动下液滴射流形态分析与实验研究

为解决液滴喷射过程中液滴断裂不均匀现象,通过建立压电-流固耦合模型,采用改良的水平集法定义气体和液体的交界面,对喷腔内部流场进行求解,得到喷嘴出口流速随压电振动周期性高频波动的规律。以此为边界条件对层流气液两相流射流形态进行数值模拟,证明喷嘴流速的波动是致使均匀液滴形成的直接因素,与在连续喷墨打印机中进行的连续液滴喷射实验结果相符。同时,喷嘴流速波动与液体粘度的大小直接影响液滴形成及射流断裂。该研究结果可为喷射均匀液滴流提供理论基础,为液滴喷射技术的应用提供参考。     

甘油/压缩空气两相喷雾动力学研究

甘油喷雾在生产和生活中有诸多应用.利用压缩空气辅助甘油喷雾可获得雾化性能良好的甘油液滴,提高甘油的利用率.本文采用双流体喷嘴在不同喷雾压力下进行甘油/压缩空气两相喷雾,使用高速摄像仪拍摄稳态喷雾形态,利用PDPA测量喷雾液滴的直径与速度的空间分布,对两相喷雾动力学进行系统的实验研究.结果表明,在实验压力条件下,甘油经压缩空气混合及二次雾化后,雾化状况良好.实验获得了液滴直径与速度的空间分布及其与喷雾压力的变化关系.     

柴油掺混燃料喷雾的可视化研究

为了探究发动机燃油的雾化质量对可燃混合气的燃烧和排放的影响,试验搭建了一套高压共轨喷雾定容测试系统,利用高速摄影技术对柴油/正丁醇/汽油混合燃料(ID70G30、ID70B30、B15G15和D100)在喷射压力为60MPa、环境背压为3MPa下的喷雾过程进行瞬时拍摄,分析对比了混合燃料的宏观喷雾形态.研究表明:在柴油中掺混少量的汽油或正丁醇会改善燃油喷射的雾化质量,从而可以提高燃料的燃烧效率.     

甘油、水与压缩空气三流体喷雾雾化特性

气体与液体双流体喷雾的工业应用已较为成熟，三流体喷雾作为一种较新的喷雾方式，目前工业应用与相关研究均较少。针对一种三流体雾化喷嘴，搭建喷雾与测试实验台，利用高速摄像仪与相位多普勒粒子测试仪（PDPA）对三流体喷嘴甘油、水与压空雾化特性进行研究。探讨分析气液质量比（ALR）对液滴直径与速度的影响，以及直径与速度轴向与径向空间分布特性。研究发现当ALR范围为0.327~0.518时，液滴直径随ALR变化较小。液滴直径与速度空间分布极不均匀，喷嘴出口附近存在液滴直径随轴向距离增加而快速下降与液滴加速现象。此外，不同喷雾轴向距离下，中心部位的液滴比喷雾边缘更细小。     

核态沸腾中汽化核心密度的分形分布

本文首先回顾了在核态沸腾传热中影响汽化核心密度分布的几个关键因素,然后运用分形理论讨论了加热壁面微结构和汽化核心密度之间的关系并分析了两个核态沸腾实验中汽化核心密度的数据。一个实验是考察加热壁面在老化过程中汽化核心密度的变化,另一个实验是考察两个不同材料制成的加热壁面上汽化核心密度的差异。实验数据分析结果表明汽化核心密度与最小成核半径之间呈分形关系。不同加热壁面对应不同的分形维数,分形维数是一个定量描述加热壁面状况的参数。     

水雾与浸没在多孔介质中的乙醇火焰 相互作用的实验研究

本文研究了水雾与浸没在多孔介质中的乙醇火焰间的相互作用。探讨了水雾喷射压力,燃料预燃时间以及多孔介质类型对水雾灭火规律的影响。实验结果表明燃料预燃时间相同时,水雾喷射压力越大,火焰区及燃料床内部的温度变化越快,火焰熄灭时间也越短。当水雾喷射压力相同时,预燃时间越长,火焰越容易被熄灭,此外多孔介质类型对水雾灭火效果有重要影响。     

水平磁场作用下金属液滴撞击电解质液池表面的实验研究

通过实验研究磁场环境中金属液滴撞击电解质液池所产生的物理现象。实验装置包括恒定磁场系统、金属液滴发生系统、具有氩气保护的液滴撞击实验容器、高速摄影系统4个部分。本实验可以实现高速精细地观察无氧环境中不同水平磁场强度、液滴直径、初速度条件下金属液滴撞击液池的物理过程。实验中液面上方现象可以归纳为3种：伴随二次液滴的细射流、伴随即时飞溅的粗射流,以及伴随二次液滴的粗射流。其中,伴随即时飞溅的粗射流为施加水平磁场后特有的现象。并且,外部水平磁场会抑制中心射流的高度和二次液滴的产生,且磁场强度越大,抑制效果越明显。同时,在液面下方观测到5种现象（椭球震荡、扁平震荡、碗状形变、解体破碎、第2次碗状形变）。外部水平磁场可以改变这些现象发生的临界We以及液滴在运动过程中的演化形态。此外,通过对比液面上方和液池内部金属液滴所产生的现象,获得2种不同区域液滴运动特性的关联性。实验结果表明在外部磁场环境下,金属液滴撞击电解质液池会产生复杂的物理现象,需要后期开展更为详细的实验和数值模拟工作。     

船舶电控柴油机燃油共轨系统的建模与仿真

为分析船舶电控柴油机燃油共轨系统的动态性能以及各参数对系统性能的影响,以7RT-flex 60C柴油机为研究对象,研究燃油共轨系统的工作原理和结构特点.建立系统主要部件的数学模型,采用SIMULINK编写燃油共轨系统仿真程序,对系统升程、压力和流量特性进行模拟.结果表明,模型具有较高的准确性.在此基础上,研究相关参数对系统性能的影响.高压油泵的转速越高,供油率的变化越快;相同喷油脉宽下,共轨压力增加,喷油率增加;中间储油器、共轨管的容积对共轨压力波动有较大影响.建议在满足柴油机起动性能的基础上,选用较大的缓冲器容积或分段式共轨管.     

茎状蔬菜真空预冷热质传递模拟与实验研究

为研究远洋船舶果蔬保鲜存储影响机制，以茎状蔬菜茭白为研究对象，建立其在真空预冷过程中的热质传递模型。基于此模型，以压力为边界条件，模拟茭白在真空预冷过程中温度和质量的变化情况。将实验值和模拟值进行对比，结果表明，模拟值与实验值趋于一致，质量损失误差为11.9%，温度最大误差仅为4.4%。该模型可以用于预测茎状蔬菜真空预冷中的热质传递过程，对延长茎状蔬菜的保质期和改善真空预冷工艺有借鉴意义。     

水平磁场中液态金属射流的三维数值研究

磁场中液态金属射流的流动行为研究对聚变装置强磁场环境下液态金属第一壁的实现极为重要。对处于横向水平磁场中的液态金属竖直射流进行三维的直接数值模拟，主要对小We数情形射流在不同磁场强度下的破碎行为进行研究。模拟发现，在磁流体动力学效应下，液态金属射流的稳定性得到明显的增强，其破碎长度随着磁场强度的增大而增长。同时，液态金属射流在磁场中破碎后形成的液滴随着磁场强度的增大而逐渐减小。磁场强度越大，洛伦兹力使射流界面扰动波的波长变得越长。对于较大We数情形，磁场对射流的界面扰动影响更为明显。射流界面处的膨胀波及正弦波扰动由三维变为明显的二维状态，射流的稳定性也因此明显增强。     

等离子体与液态金属相互作用的不稳定现象分析

未来聚变堆中,液态金属作为最有前景的面向等离子体部件之一,会同时受到超强磁场和高温等离子体的作用,离开原位置而进入堆芯等离子体中.本文列出3种具有代表性的不稳定现象并进行综合分析:1)由等离子体轰击液态金属引起的溅射现象,2)液态金属在磁场和电场共同作用下直接进入等离子体的飞溅现象和3)已经进入等离子体内部的金属液滴再次落下与液膜发生碰撞的现象.前人已经对溅射和液滴撞击液膜现象进行了深入研究.本文对前人的研究成果进行整合与分析,提出新的实验构想,探究磁场和电场作用下液态金属飞溅现象的形成机理.实验研究发现液态金属自由表面会逐渐长高,直至液态金属发生自由表面飞溅,飞溅的液滴能脱离液态金属"山峰"并落下,伴有二次液滴的形成.     

低压加热条件下水膜蒸发特性

针对低压密闭腔体内水膜的加热蒸发现象,利用斐克扩散定律构建一维蒸发模型。基于饱和水温度和压力的对应关系,发展一种确定扩散边界层厚度的方法。搭建水膜低压加热蒸发的实验系统,实验研究不同压力条件下水膜的蒸发质量和温度随时间的变化。通过对比蒸发质量和温度变化的模型预测结果和实验结果,发现二者数据的吻合度较高,表明该模型能够较为准确地预测低压加热条件下的水膜蒸发特性。基于当前的数学模型,进一步研究真空压力、加热热流密度和蒸发容积对水膜蒸发速率、蒸发质量和蒸汽压力的影响。研究发现,压力越低、加热热流密度越高和蒸发容积越大,水膜的蒸发速率越大,达到饱和状态的时间越短。     

真空干燥机控制技术研究

控制系统是真空干燥机核心,对干燥机的性能和质量有较大影响．真空干燥机的生产方式主要分为间隙式生产和连续式生产两类,为更好地满足工艺流程要求,应采用不同的控制技术设计其控制系统．间隙式生产方式设计以PLC为主控单元,连续式生产设计应用PLC和连续式控制器来共同控制．两种控制技术已成功地应用于生产实践．     

对双液系T-X相图理论计算的讨论

在前文的基础上,考虑温度对蒸发焓的影响,进一步导出了理想双液系液-气平衡时两相的组成与温度的定量关系。以Pb-Sn系统为实例,利用Excel 2003进行了计算,方法简便,结果满意。     

液滴撞击凹凸槽道表面液膜的动态演变

为研究固体表面结构对液滴撞击液膜后演变行为的影响规律，采用CLSVOF方法模拟液滴撞击不同尺寸槽道上的表面液膜的流动过程，获得不同槽道高度和宽度时液滴撞击液膜后的演变行为，探索撞击速度、液膜黏度和表面张力对撞击后液膜铺展行为、水花飞溅高度和二次液滴形成的影响。结果表明，槽道结构对液滴撞击液膜后的动态行为具有显著影响，随着槽道高度的增加，冠状水花厚度越薄，越容易产生二次液滴；随着液膜黏度的增大，则抑制冠状水花形成与二次液滴的产生；液膜表面张力减小时，射流更加明显，二次液滴数更多，飞溅现象提前，冠状水花消失时间延后。     

振动训练同振幅不同频率与振动时间对血流量变化的研究

国内外有研究表明,全身振动训练法(WBV)对增加皮肤血流量(SBF)有影响。但特定频率振动或不同振动持续时间对皮肤血流量的影响相关研究并不清楚,本研究目的:探讨不同振动频率下,前臂血流量变化是否存在差异,不同振动持续时间对皮肤血流量的影响变化。方法:选取22名普通高校学校生随机分入两组分别为30 Hz组与50 Hz组,每名受试者前臂被动振动10 min,观察振动期间及振动后恢复阶段10 min皮肤血流量变化情况。结果:1)30 Hz组和50 Hz组在振动训练开始的前4 min内前臂皮肤血流量均有显著性变化(P<0.05)。2)30 Hz组和50 Hz组SBF均在振动训练开始后5 min达到峰值,在振动的5~10 min中,两组皮肤血流量均保持较高值。3)在恢复期,30 Hz组皮肤血流量低于初始基线值,而50 Hz组皮肤血流量保持高于初始基线值。结论:30 Hz组与50 Hz组皮肤血流量在5 min内均有显著性升高,50 Hz组升高更加明显,并且在振动结束后恢复阶段血管收缩速度减慢,皮肤血流量加速现象保持持久,50 Hz振动可能对于加强训练者循环功能有更好的作用。