利用液滴指纹图实现溶液折射率的精确测量

提出一种利用光纤-电容液滴分析仪进行溶液折射率精确测量的方法。利用最小二乘法拟合得到与水表面张力近似溶液(NaCl、葡萄糖等)的液滴指纹图第一峰的光纤值与折射率之间的线性模型;仿真分析乙醇、丙醇等与水表面张力相差较大的溶液的表面张力对液滴外形的影响,并提出带表面张力修正的折射率计算模型。实验结果表明,利用所提出的线性模型得到的葡萄糖和NaCl溶液的折射率平均误差为2.9447×10~(-4);利用带表面张力修正的折射率计算模型得到的为1.4381×10~(-4),且测试样品的最大相对误差为0.1258%。该方法对扩展液滴分析仪的适用性和提高其分析精度有一定意义。     

丁二酸-水纳米气溶胶液滴表面张力的分子动力学研究

表面张力在纳米气溶胶颗粒的吸湿生长研究中具有重要意义,然而现有实验方法不能对其准确测量.本文基于分子动力学方法模拟了丁二酸气溶胶颗粒吸湿生长形成稳定液滴的动力学过程,在此基础上,建立模型计算了液滴的表面张力,进而探究了温度、粒径和丁二酸浓度对纳米液滴表面张力的影响机制.结果表明,随着温度从260 K升高到320 K,液滴内分子间作用力的减弱导致了液滴表面张力的减小,且表面张力的减小程度随丁二酸浓度的增大而增大,究其主要原因在于液滴中丁二酸分子的径向分布随温度和丁二酸浓度变化的差异;随着粒径的增大,液滴表面张力先增大后趋于定值,且粒径对表面张力的显著影响区间随着丁二酸浓度的增大而缩短;研究还发现,丁二酸分子的表面活性导致液滴表面张力随着丁二酸浓度的增大而减小,且减小趋势符合对数函数形式,尤其是在粒径小于6.12 nm时,同时,基于Szyszkowski公式对液滴的表面张力进行了拟合.本文研究成果能为气溶胶颗粒的吸湿生长和相关动力学过程预测理论及模型的改进提供参数依据.     

大模场面积光纤激光器79.4 W单横模输出

 采用光纤缠绕方法，对国产大模场面积多模光纤激光器缠绕前后的输出性能进行了对比研究。将光纤激光器输出端在半径为65 mm的圆筒上缠绕两圈后，获得了单横模输出。光纤缠绕前后，激光器的光束质量因子由1.24减小为1.06，斜率效率由64.7％减小为54.3％。当泵浦功率为149 W时，缠绕前后的输出功率分别为94.7 W和79.4 W。虽然缠绕后功率有所减小，但激光亮度增加了15％。同时对实验所用光纤的缠绕损耗进行了理论计算，实验结果与理论计算值符合得较好。     

由多个高斯函数表征的发光二极管光谱模型

利用发光二极管（LED）光色电综合测试系统测量不同颜色不同功率的LED在多个电流下的光谱,提出并构建了由多个高斯函数组成的LED光谱模型,并根据各颜色LED在额定电流下的光谱计算模型中的系数,最后将该模型与已报道的模型进行了对比。研究表明：对于光谱有n（n≥1）个波峰的LED,可用3n个高斯函数形式的模型来表示,大功率红、黄、蓝、绿、白色LED模型与实测光谱之间平均误差分别为3．45％、1．01％、2．33％、4．65％、2．49％,小功率LED的平均误差分别为2．61％、2．65％、3．77％、2．87％、2．48％。与已报道的模型相比,该模型精度高,普适性好。本研究对LED光度色度测量仪器的研制及智能化LED产品的设计具有重要意义。     

R600a／矿物冷冻油混合物表面张力

本文利用新改进的表面张力实验系统对R600a／矿物冷冻油混合物的表面张力进行了实验研究,其中R600a的质量分数分别为O．95、0．90和0．85,温度范围为253．15-333．15K。实验结果表明,随着含油量的增加,R600a／矿物冷冻油的表面张力逐渐减小,矿物油的存在对纯质制冷剂的表面张力有比较明显的影响。     

简单流体和烷烃表面张力的梯度理论模型

利用比容平移修正后的Peng-Robinson状态方程和密度梯度理论建立了简单流体和烷烃的表面张力的理论模型,并提出了适合于这一类纯物质的作用因子通用关联式。对3种简单流体和21种烷烃的表面张力的计算结果表明, 利用新的作用因子关联式结合梯度理论模型能在广泛温度范围内高精度地再现纯物质的表面张力,总的平均绝对偏差为 0．19 mN·m-1,计算精度可以满足工程应用的需要。     

液膜气泡法测洗涤溶液的表面张力系数

利用自制装置采用液膜气泡法测定了洗涤溶液的表面张力系数．由医用注射器充气形成球形液泡，通过与之连通的微压计测出液泡内外的压强差，运用杨氏-普拉斯方程计算出洗涤溶液的表面张力系数.     

钯合金吸氢容量的理论预计

吸氢容量是一定温度下，钯合金吸氢至饱和时，生成的金属氢化物中氢的浓度。它是钯合金在实际应用中的重要数据之一。赵爽等人进行了LaNi5-xMx系列吸氢容量的理论预测，计算结果的平均误差为1．8％。本工作利用逐步回归法寻找影响钯合金吸氢容量的主要原子参量，建立了预计钯合金吸氢容量的半经验模型，计算结果与文献值基本吻合。     

耦合腔慢波特性及其注-波互作用的三维软件模拟

 利用MAFIA软件分别对休斯型耦合腔慢波结构进行了由冷腔到热腔的计算机模拟，并将冷腔模拟结果分别与理论计算结果和实验测试结果进行比较，发现模拟结果更加接近实验值，色散特性的平均误差在0.02%左右，耦合阻抗的平均误差在5%左右，基本满足设计要求；由冷腔模拟结果导入MAFIA三维粒子模拟模块中进行注 波互作用模拟，对其工作机理进行了定性分析。     

由成核率数据拟合饱和蒸汽压力

从成核率的实验数据出发,对饱和蒸汽压力进行计算拟合并应用于经典成核理论．在计算过程中,采用了最新发展的成核率模型,其中考虑了真实气体效应和核子曲率对表面张力的影响．作为比较,还从热力学平衡条件和经验方程估算了几种物质的饱和蒸汽压力．结果表明,从成核率实验数据计算拟合的饱和蒸汽压力曲线与经验方程曲线有微小的差别;在经典成核理论的应用中,基于该拟合的饱和压力方程计算的成核率更接近于实验结果．     

各向异性表面张力对定向凝固中深胞晶生长的影响

利用匹配渐近展开法和多变量展开法求出定向凝固深胞晶生长的浓度场和界面形态的全局渐近解,研究各向异性表面张力对定向凝固深胞晶生长的影响.结果表明,各向异性表面张力对定向凝固过程深胞晶生长有显著的影响.随着各向异性表面张力增大,胞晶前端部分浓度减小而胞晶界面收缩;胞晶根部的浓度增大而界面曲率增大或根部的曲率半径减小,各向异性表面张力使得深胞晶界面振幅增加.本文结果能够计算定向凝固过程中深胞晶生长的浓度、界面形态.     

微纳米结构超疏水表面低浓度乙醇液滴的合并弹跳

本文以去离子水、质量分数为8%和16%的低浓度乙醇溶液为工质,研究了液体表面张力对液滴在平超疏水和层级微槽超疏水表面合并弹跳的影响,揭示液体表面张力变化引起液滴合并过程中与表面结构相互作用的改变,为实现低表面张力工质的动力学行为调控研究提供前期探索。研究发现,在平超疏水表面,质量分数为8%和16%的乙醇液滴合并弹跳过程由惯性效应主导,合并弹跳速度遵循惯性毛细定律,无量纲速度为0.23～0.27,能量转化效率为5.6%～6%。液体表面张力的减小导致平超疏水表面液滴合并弹跳速度的减小,并未影响液滴合并过程中内部动量的传递机制。在层级微槽超疏水表面,槽道边缘增强的黏附作用改变了乙醇液滴合并过程的形态演变,影响了其内部动量的传递,导致液滴合并弹跳速度和能量转化效率降低。随着液体表面张力的减小,液滴间凸台结构对合并弹跳性能的强化作用减弱,而凹槽结构对合并弹跳性能的恶化作用增强。     

激光衍射法测量表面张力和毛细波波速与温度的关系

利用激光衍射对液体表面张力和毛细波波速与温度的关系进行了研究.当激光斜入射到毛细波上,观察到稳定的、清晰的衍射图样,运用光栅衍射理论对该实验现象进行了分析,测量了不同温度下蒸馏水的表面张力和毛细波波速,用最小二乘法对实验数据进行拟合,给出了表面张力和毛细波波速与温度的解析关系,发现表面张力和毛细波波速随着温度的增加而减小,并和温度呈近似线性关系.根据其机理,建立了激光衍射法实时的和非接触的测量不同温度下液体表面张力和毛细波波速的方法.     

深过冷Ni-15％Sn合金熔体表面张力研究

在电磁悬浮下实现了Ni-15％Sn合金的深过冷，最大过冷度为265K(0.16T_L)，结合悬浮液滴振荡法实验测定了Ni-15％Sn合金在1368—1915K范围内的表面张力.实验表明，在所测量温度范围内，表面张力随温度增加，连续线性递减，函数关系式为σ_Ni-15%Sn=1316.7—1.01(T-T_L)mN／m.根据表面张力的实验数据，理论计算了该合金的黏度系数和扩散系数，并在此基础上研究了合金的扩散激活能E_D和黏液活 关键词： 深过冷 电磁悬浮 表面张力 黏度系数 扩散系数     

细通道内气液段塞流的流体力学数值模拟

为研究细通道内气液段塞流的流体力学性质,对细通道内空气和水两相段塞流进行了数值模拟。以直径为1.6 mm的错流T型管为模型,使用计算流体力学(CFD)研究了气液流速、液相粘度和表面张力以及入口结构对段塞形成的影响,确定了气塞长度与两相流率、液相粘度和表面张力有关。气塞长度随分散相流率和表面张力的增大而增大,随连续相流率增大而减小;液相粘度在低液速时对段塞长度有较大的影响;确定了段塞形成的挤压和剪切关联式。     

流体亚稳定状态和理论极限过热温度

本文将分子平均自由程的概念引入流体亚稳定状态和理论极限过热度的分析研究,根据分子平均自由程和流体表面张力等特性,分析了气泡生长与分子直径、表面张力的本质关系,得出了流体的理论极限过热温度为其临界温度的结论。     

高温气流中液滴蒸发的表面张力效应

针对高温气流中燃料液滴的受热蒸发过程,以正十二烷液滴为例,建立了考虑液滴受热膨胀、表面张力及气流热物性变化的分析模型。采用移动网格法,并通过温度插值减小网格移动产生的偏差,编制了计算程序。在与文献结果对比验证的基础上,数值模拟了高温对流环境中的液滴蒸发过程;探讨了高温气流加热条件下,液滴表面张力变化对液滴蒸发的影响。结果表明,是否考虑液滴表面张力及其随温度变化,对液滴内压和蒸发过程的影响不大。     

毛细现象公式的导出

液体表面分子间的吸引力、液体表面的分子有一种使其面积缩成最小的力,或称一种抵抗表面积扩张的力,此力称“表面张力”．液体表面是指液体与空气或其他液体相接触的自由面．若不指明,即可认为相对于空气而言．表面张力的大小与接触面的物质有密切关系．此外,表面张力还与温度有关,温度越高,表面张力越小．表面张力的方向总是与液面相切,与分界线相垂直．若在液面作一长为L的直线,将液面分成两部分,这两部分之间的相互牵引力为F,即表面张力F=σL．其中σ为液体表面张力系数．单位为N/m．由于表面张力的作用,液滴表面有收缩到最小的趋势,而使液滴成近似球形的状态．     

量子流体低温下表面张力数据的关联与计算

本文基于表面热力学理论和对比态原理,建立了一个量子流体表面张力的普遍化方程。这是一个含有两个与温度无关的半理论方程,通过四种纯量子流体低温下表面张力数据的关联与计算,所得结果与实验数据符合良好。本方法可供工程计算使用,其优点是使用简便,计算时只需少数已知参数（ｐｃ,Ｔｃ,Ｚｃ）即可。     

基于双向热阻模型的光电热一体化理论

通过双向热阻模型描述LED系统内部双向散热路径,进而构建光电热一体化模型。基于双向热阻模型参数,光电热一体化模型可高精度预测LED系统的结温以及光通量。实验验证结果表明,基于所提出的双向热阻模型的结温计算值和实验值的平均误差在5.3%之内,而采用传统的单向热阻模型的结温计算值和实验值的平均误差达到11.2%。基于双向热阻模型的光电热一体化理论,光通量的计算值与实验值的平均误差在6.3%之内。