Ni/Ag微纳结构强化顶部连通型微通道沸腾换热

微通道换热器较大的比表面积使其具有较高的热质传输效率,在化工、能源等领域具有广泛的应用前景。针对微通道流动沸腾换热强化,本文设计了一种具有Ni/Ag微纳复合结构表面的顶部连通型微通道换热器,该顶部连通型微通道由11条并联微通道组成,微通道的截面为400μm×400μm的正方形,并联通道上方连通空间的高度也为400μm;采用电刷镀技术在顶部连通型微通道表面制备了Ni/Ag微纳米复合结构,以无水乙醇为工质,开展了普通并联微通道（regular microchannel, RMC）、顶部连通型微通道（top-connected microchannel,TCMC）以及具有微纳复合结构表面的顶部连通型微通道（TCMC-Ni/Ag）内流动沸腾换热对比实验研究。结果表明：TCMC-Ni/Ag表面的最大局部换热系数达179.84kW/(m²·K),较RMC的最大局部换热系数提高了4.1倍。可视化研究发现,对于TCMC-Ni/Ag,强亲水性的微纳复合结构表面同时提高了核化密度和核化频率,中低热流条件下形成气相汇聚于顶部连通区域,微通道表面仍然产生大量气泡的流型结构,在高热流密度条件下,强亲水性微纳复合结构的毛细吸液作用使得通道内产生了薄液膜对流蒸发换热模式,是其换热性能大幅提高的主要机理。     

树脂基复合材料表面爆炸喷涂铝涂层性能研究

采用爆炸喷涂工艺在树脂基复合材料表面制备0.45mm厚的Al涂层,利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、力学试验机等对涂层显微组织、相组成和结合强度进行分析;依据GJB 2604-1996和GJB 6190-2008分别测试涂层表面导电性能和电磁屏蔽性能。结果表明:爆炸喷涂技术制备铝涂层结合强度达到8.63MPa,孔隙率约为1.26%,优于传统火焰喷涂和等离子喷涂;爆炸喷涂铝涂层表面电阻率达到0.181mΩ/,1~40GHz全频段电磁屏蔽效能达到60dB,是一种电磁屏蔽材料的理想选择。     

电流密度对5,5-二甲基乙内酰脲体系电镀银的影响

采用5,5-二甲基乙内酰脲体系在黄铜及不锈钢基体上沉积厚度为6μm左右的银镀层,镀液组成和工艺条件为:硝酸银25 g/L,5,5-二甲基乙内酰脲80 g/L,烟酰胺60g/L,碳酸钾40g/L,复合光亮剂(包含2-巯基苯骈噻唑、1,4-丁炔二醇和十二烷基硫酸钠)2 mL/L,pH 10.5,温度60℃,电流密度0.2~1.2 A/dm²。研究了电流密度对黄铜基体上银镀层外观、光泽、微观形貌和耐蚀性的影响,以及电流密度对不锈钢基体上银镀层结合力的影响。结果表明,电流密度主要影响镀层的外观和微观形貌,对镀层耐蚀性和结合力的影响不大。电流密度为0.6~1.0 A/dm²时得到的银镀层均匀光亮,结晶致密。     

表面活性剂溶液与壁面纵向微沟槽协同减阻研究

采用直接数值模拟方法对表面活性剂溶液在不同尺寸宽肋矩形微沟槽通道内的湍流流动进行了数值模拟研究。结果表明表面活性剂溶液的减阻性能在合适尺寸的微沟槽通道内能进一步得到强化,同时微沟槽的最优减阻尺寸在表面活性剂溶液中也可以得到放大;表面活性剂溶液在微沟槽通道内的协同减阻强化效果是由微沟槽的"约束作用"和"尖峰作用"这两个主要因素相互博弈的结果。微沟槽尖峰处具有较高的剪切应力,槽谷内部剪切应力很小。当微沟槽能有效防止近壁湍流涡侵入槽谷内部,且又能对部分流向涡的展向运动起到较好的约束作用时,微沟槽将表现出减阻强化性能,反之则会出现增阻性能。微沟槽在槽谷内诱导的数量多、尺寸小且旋转强度弱的二次流向涡是其在表面活性剂溶液中能增大"约束作用"和发挥减阻强化性能的本质因素。     

油气管道并行敷设热力影响

对两条输油管道并行敷设的热力影响规律已有研究,但对输气管道和输油管道并行敷设热力影响情况尚未清楚。采用有限容积和有限差分相结合的数值模拟方法,对工程实际中可能存在的3种典型油气管道并行敷设方式（热油管道与输气管道低温段,冷输油管道或热油管道低温段与输气管道高温段以及热油管道与输气管道高温段并行敷设）的热力影响规律进行了研究。在这3种并行敷设方式下,分析得到了并行敷设的油气管道采用不同管间距时,沿线油温和气温相对于单管敷设的最大温差变化范围和热力分布特征。     

钛合金的电偶腐蚀与防护

总结了不同牌号的钛合金与铝合金、钢、复合材料接触时产生电偶腐蚀的敏感性.结果表明:钛合金与铝合金和结构钢接触时会产生不同程度的电偶腐蚀,必须进行防护处理方可使用;钛合金与不锈钢接触在常温下可直接接触使用,但在高温下,其电偶腐蚀行为可能发生变;钛合金与炭纤维复合材料可直接接触使用.表面处理作为一种补充防护措施,可在一定程度上降低钛合金与铝合金、结构钢之间的电偶腐蚀的敏感性,但不能完全阻止,表面处理后进行喷涂防护涂层、密封等防护措施可进一步降低电偶腐蚀敏感性.     

蛭石改性提高蛭石膨胀度的研究

研究了几种提高蛭石膨胀度的制备方法 :离子浸渍处理、喷油处理后煅烧和瞬时减压法煅烧。实验结果表明 ,对蛭石进行离子浸渍、喷油处理改性 ,可以显著提高蛭石煅烧的膨胀度     

镀层结构与氢脆关系研究

研究了高强度钢不同镀层的镀层结构、电镀渗氢行为及氢脆性能.分析研究了镀层结构与低氢脆性能的关系,对氢含量分布和工艺阴极电流效率也进行了分析.结果表明镀层的氢脆性能与镀层结构有密切关系,但不完全由镀层结构决定.高强度钢电镀的低氢脆机理有三种:以氯化铵镀镉为代表的高阴极电流效率模式;以低氢脆镀镉为代表的镀层高孔隙率模式;以镀镉-钛为代表的镀层成分和结构综合作用模式.     

冷热油交替输送加热方案的经济比选

针对冷热油交替输送工艺中加热方案的确定问题,建立了冷热油交替输送管道的热力、水力计算模型,采用有限容积法和热力特征线法对非稳态热力、水力耦合问题进行了数值求解,参考国内某原油管道现场实测数据对程序进行了检验.通过模拟不同加热方案的原油进站温度随时间的变化,分析了加热方案的可行性;按对低凝原油加热时是全部加热还是油尾部分加热提出了2种加热控制方式,研究了采取不同加热控制方式时最低加热能耗的变化规律.结果表明:在取得最佳加热方式时,对低凝油油尾部分加热所消耗的燃料油比对低凝油整体加热的要少.     

中深层地热储层水力压裂多股裂缝扩展数值模拟研究

目前中深层地热能岩石裂缝扩展研究主要针对单一裂缝，而实际开采生产过程中，岩石裂缝多以复杂缝网为主，单一裂缝研究难以指导现场实际工程。采用Cohesive单元内聚力模型，利用大型有限元商业软件ABAQUS并通过厚壁筒膨胀致裂实验结果预制水力裂缝扩展路径，建立了中深层地热储层水力压裂多裂缝缝网扩展模型，并开展了相关的数值模拟计算，考察了地热储层水力压裂过程中裂缝起裂时间、最大主应力、孔隙压力、裂缝宽度等多种因素对水力裂缝扩展的影响规律，并分析比较了多条水力裂缝不同起裂次序、3条裂缝同时起裂情况下的人工裂缝扩展特征。结果表明：水力裂缝的起裂时间对于最大主应力和孔隙压力具有影响，但是对于裂缝宽度影响甚微。相对于裂缝同时起裂，裂缝先后起裂会使最大主应力和孔隙压力增加，有助于多裂缝缝网的形成，但是不能通过控制起裂时间使裂缝宽度增加。