马学虎
,
彭本利
,
兰忠
,
王爱丽
,
王四芳
,
张崇峰
,
白涛
工程热物理学报
滴状冷凝传热过程具有典型的多尺度特征,一方面体现于壁面上液滴尺寸分布的空间多尺度特征以及液滴生长过程的时间多尺度分布,另一方面体现于冷凝壁面物理化学特性以及液固相互作用特性的描述和量度上的多尺度特征.本文基于包含界面效应影响的滴状冷凝传热模型,分析了液滴尺寸分布的多尺度特征及其对滴状冷凝传热性能的影响,并通过分析液滴尺寸、接触角等因素与平均冷凝传热性能的关系,进行多尺度分析规划,得到冷凝壁面传热性能最佳时的接触角.
关键词:
滴状冷凝传热
,
多尺度现象
,
最佳接触角
马学虎
,
兰忠
,
王爱丽
,
汪明哲
,
王四芳
,
张崇峰
,
白涛
工程热物理学报
实验研究了不同水蒸气压力条件下的滴状冷凝传热特性.10 kPa、40 kPa和70 kPa时的传热系数分别是常压下的56%,68%和81%.随着水蒸气压力的下降,液滴脱落直径变大,液滴生长周期延长,冷凝传热系数下降.通过液滴的动力学特性分析和基于界面效应的滴状冷凝传热模型,分析了低压对水蒸气冷凝传热的主要影响因素,压力变化主要影响了分子扩散率和气-液相际传热热阻,导致总冷凝传热系数随压力下降.
关键词:
滴状冷凝
,
低压水蒸气
,
液滴脱落直径
,
液滴生长周期
童星
,
顾伟生
,
朱世根
,
白涛
机械工程材料
利用X射线应力测定仪采用不同的条件分别测定了304不锈钢薄壁焊管的表面轴向和切向残余应力,并研究了950℃保温30min水冷热处理前后其表面残余应力的变化。结果表明：采用铬靶Kβ辐射、2mm准直管测得的残余应力数据稳定且绝对误差小;热处理前薄壁焊管表面存在较大的残余拉应力,且焊管表面切向残余应力大于轴向残余应力;热处理后,表面拉应力变为压应力。
关键词:
304不锈钢
,
薄壁焊管
,
残余应力
,
热处理
彭本利
,
兰忠
,
徐威
,
温荣福
,
白涛
,
马学虎
工程热物理学报
超疏水表面上液滴合并诱导液滴弹跳对强化含不凝气的蒸气冷凝具有重要的作用,但是,液滴合并诱导液滴弹跳现象的理论分析还不够完善,理论计算结果与实验值相差甚远.本文利用格子Boltzmann多相流模型模拟了液滴合并过程液滴的动态演化以及合并过程中液滴内部的速度场分布,分析了液滴合并过程中释放的表面自由能的分配情况.基于模拟结果,利用能量守恒的方法对超疏水表面液滴合并诱导液滴弹跳高度进行了理论分析,考察了表面黏附功、接触角滞后、空气阻力、液滴合并质心变化消耗的能量以及液滴自身黏性耗散的影响.结果显示理论计算值与实验值吻合良好.
关键词:
液滴合并
,
弹跳
,
LBM模拟
,
超疏水表面
彭本利
,
兰忠
,
徐威
,
温荣福
,
白涛
,
马学虎
工程热物理学报
液滴的快速脱落和移除对蒸汽滴状冷凝传热具有重要的影响,超疏水表面由于具有接触角大,接触角滞后小的优点而用于驱动冷凝液滴的自发运动,但是,常压蒸汽在超疏水表面冷凝时,液滴的润湿形态还没有定论.本文设计了超疏水疏水条纹间隔排列的超疏水-疏水组合表面,研究了常压蒸汽在组合表面上的冷凝过程,观测了液滴的运动特性,测量了超疏水-疏水组合表面上常压蒸汽冷凝传热性能.实验结果显示疏水区液滴在表面张力差的作用下从疏水区向超疏水区自发迁移,说明超疏水区液滴处于Wenzel润湿形态,超疏水疏水组合表面蒸汽冷凝传热性能比完全超疏水和完全疏水表面传热性能的面积加权平均值大.说明液滴的自发迁移运动强化了疏水区的传热性能.
关键词:
超疏水-疏水组合表面
,
润湿形态
,
液滴自发迁移
,
强化传热
陈宏霞
,
马学虎
,
陈嘉宾
,
白涛
功能材料
采用改进的水热法和新型工艺在SUS304不锈钢表面制备了Fe/Cr掺杂SiO2薄膜,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子探针(EPMA)和X射线光电子能谱深度分析(XPS)等检测手段对薄膜结构进行了分析.结果表明膜层主要分为两层:表层为共溶氧化物层;底层为Cr、Fe的氧化物,主要为尖晶石结构和Si网状结构.通过XPS检测结果得知,Si元素的加入不是简单的物理混合,而是与金属元素生成了Si-Fe键,进一步提高了膜层的结合力和耐酸性.
关键词:
改进水热法
,
Fe/Cr/Si
,
复合膜
,
Si-Fe键
周兴东
,
马学虎
,
张宇
,
兰忠
,
白涛
,
陈嘉宾
工程热物理学报
本文对饱和水蒸气和空气的混合物在垂直表面上滴状冷凝传热特性进行了实验研究.考察了不同的压力条件下不凝气对冷凝传热的影响.与膜状冷凝实验结果对比表明,滴状冷凝对含有不凝气的蒸汽冷凝传热有强化作用;在较高的冷凝压力下不凝气体对传热的影响相对较小.
关键词:
不凝气
,
滴状冷凝
,
强化传热
,
界面效应
薄守石
,
马学虎
,
兰忠
,
陈宏霞
,
白涛
,
赵研
工程热物理学报
孤波中的涡流被认为是波动强化传热传质机理之一。本文通过数值模拟方法计算了溴化锂溶液沿平板降膜的流动过程。利用VOF方法捕捉降液膜的自由流动表面,利用CSF模型考虑表面张力对降液膜流动的作用,重点研究了扰动频率,Re和倾斜角对孤波中的涡流的影响。模拟结果表明,随着入口扰动频率的增加,涡流经历了完全开式涡,半开式涡至消失的过程。随着Re的增加,除了在孤波前第一个毛细波波谷处出现完全开式涡,在第二个毛细波波谷处也出现涡流。随着倾斜角的降低,最小液膜厚度处的完全开式涡尺度逐渐降低,变为近壁面处的微小涡流,最后消失。
关键词:
LiBr
,
降膜
,
涡流
,
模拟
彭本利
,
徐威
,
温荣福
,
兰忠
,
白涛
,
马学虎
工程热物理学报
滴状冷凝过程中,存在蒸汽流动对液滴的吹扫作用,液滴在蒸汽剪切作用下克服壁面黏附变形和运动,液滴运动速度越大,冷凝传热性能越高.但是液滴在蒸汽作用下变形和运动的细节还不清晰,蒸汽速度对液滴变形和运动的影响机理还不明确.本文采用自由能格子Boltzmann方法研究了在不同蒸汽速度剪切作用下,液滴在具有不同润湿性固体表面上的变形和运动过程,分析了蒸汽速度和接触角对液滴变形和运动的影响机制,结果显示随着蒸汽速度的增加,液滴变形越大,液滴在固体表面的运动速度越大,停留时间越短,有利于液滴的移除和表面更新,相同蒸汽速度的作用下,液滴在接触角大的固体表面上变形和运动速度越大,也有利于液滴的移除和表面更新.从而定性或半定量地揭示了蒸汽速度影响蒸汽滴状冷凝传热的物理机制.
关键词:
蒸汽剪切
,
液滴变形
,
液滴运动
,
格子Boltzmann模拟
