郭航
,
赵建福
,
律翠萍
,
万士昕
,
吴峰
,
叶芳
,
马重芳
工程热物理学报
开展了不同重力情况下燃料电池性能的实验研究.利用微重力落塔,对常重力和微重力条件下燃料电池发电时其内部的两相流动开展了可视化现场观测.对重力因素对燃料电池内部传质过程的影响进行了分析和讨论.实验结果表明:当电流密度较大时,在微重力环境中燃料电池性能较常重力环境中的有较明显下降.由于微重力条件下浮升力的消失导致气体不能及时从流道中排出,进而对直接甲醇燃料电池内的传质过程产生负面影响.
关键词:
燃料电池
,
传质
,
两相流
,
可视化
,
微重力
赵建福
,
工程热物理学报
本文报道了微重力条件下90°弯管内气液两相流型实验结果.弯管内径12.7 mm,弯曲半径76.5 mm,气、液两相表观流速分别为1.0～23.6 m/s和0.09～0.5 m/s.本文分析了观测到的弹状流、弹环过渡流和环状流的典型特征,比较了与微重力直管内相应流型间及常重力弯管两相流型间的异同.
关键词:
两相流
,
流型
,
90°弯管
,
微重力
薛艳芳
,
魏进家
,
赵建福
,
李晶
,
郭栋
,
万士昕
工程热物理学报
本文利用小尺度光滑芯片(10 mmxl0 mmx0.5 mm),通过控制加热电流方法,在北京落塔进行了持续3.6 s有效微重力时间的过冷池沸腾实验研究.在低热流和中等热流区,微重力条件下可以观察到稳态或准稳态池沸腾现象,传热特性基本维持不变;在中等热流区域,气泡的横向合并会引起合并后的大气泡表面剧烈震荡,进而引发合并大气泡从加热表面脱落.在高热流密度区,微重力条件下加热表面很快形成半球形状并几乎完全覆盖其表面的聚合大气泡;随后,由于高过冷液体冷凝作用,聚合大气泡收缩为半椭球形状,界面也变得更为光滑,且完全覆盖了加热表面,壁温曲线明显升高,可能提前发生临界热流或转变为膜态沸腾,导致微重力条件下沸腾换热显著恶化.
关键词:
池沸腾
,
微重力
,
气泡行为
,
传热
赵建福
工程热物理学报
本文对气液两相泡状流向弹状流转换的机制进行了分析,认为气泡合并是影响该流型转换的主要机制,并据此用随机数值模拟方法,对气泡初始尺寸对泡状流向弹状流转换的影响进行了研究.计算结果表明,无量纲气泡碰撞率是一条通用曲线,根据该曲线可以确定气泡初始尺寸产生影响的区域及其大小,与实验结果的比较令人满意.
关键词:
气液两相流
,
流型
,
气泡初始尺寸
,
泡状流-弹状流转换
,
随机模拟
赵建福
,
闫娜
,
李震东
,
李晶
,
大田治彦
工程热物理学报
本文实验研究了平板加热面FC-72液体的准稳态池沸腾传热现象,利用地面常重力实验、SJ-8卫星搭载微重力实验等手段,分析了不同重力、压力及过冷度条件下平板加热面上的池沸腾传热特性.微重力条件下,相近压力或过冷度时,传热系数和CHF随过冷度或压力增大而增大.相对常重力,传热曲线明显变缓,沸腾起始时的壁面过热度降低,CHF仅为常重力的40%或更低.
关键词:
微重力
,
核态池沸腾
,
过冷度
,
平板加热片
李晶
,
赵建福
,
闫娜
,
李震东
,
大田治彦
工程热物理学报
本文对准稳态加热条件下的微重力核态池沸腾中的汽泡行为特征进行了实验研究,分析了初始核化过程、汽泡数密度、汽泡尺寸及其运动速度等的变化趋势,探讨了过冷度及加热历史等因素对相关特性的影响.实验发现:微重力条件下汽泡生成后沿加热面不停地移动;原生汽泡会聚合形成大汽泡,大汽泡不断捕掠小汽泡而长大,直到大汽泡覆盖整个加热面;汽泡生长速度随过冷度增加而变慢.
关键词:
微重力
,
核态池沸腾
,
汽泡
,
核化
李晶
,
赵建福
,
闫娜
,
李震东
工程热物理学报
本文实验研究了微重力条件下的准稳态核态池沸腾现象中的气泡动力学特征及其对传热特性的影响,发现在低过冷度沸腾中,聚合汽泡表面的强烈振荡促进了整个加热面上的核化过程与核态沸腾传热;而高过冷沸腾中,聚合气泡在表面张力作用下呈球状,难以覆盖整个加热表面,导致核态沸腾向膜态沸腾的过度过程表现为"核态沸腾+局部的干斑扩展"现象,相应的传热曲线没有明显转折.微重力条件下池沸腾临界热流随过冷度和压力的增加而升高,与地面结果定性相符.
关键词:
微重力
,
核态池沸腾
,
气泡动力学
,
临界热流
,
过冷度
赵建福
,
陈文学
工程热物理学报
本文利用双重小波包分解算法,对微重力气液两相环状流界面波特性进行了分析,将实验测量到的环状液膜厚度信号分解成相干分量和非相干分量,并对相干信号与非相干信号的特征进行了分析,提出了一个新的描述微重力气液两相环状流界面波特性参数.
关键词:
微重力
,
气液两相流
,
小波包
,
界面波
,
环状流
赵建福
,
彭超
,
李晶
,
周抗寒
,
李俊荣
工程热物理学报
利用失重飞机提供的短时失重、超重和常重力交变环境,研究了膜式静态水气分离器首级可视化分离室和再循环管道中的水气两相流动构型.首级分离室内变截面蛇形窄通道内变质量流率的气液两相流动表现为间歇状的、不稳定的溪状流,在不同重力阶段具有几乎相同的变化特征.再循环管路内的气液两相流主要以细碎的泡状流和弹状流为主,气泡或气团间平均间距极大,含气率演化过程具有强烈的间歇性,但在抛物线飞行过程中含气率变化的总体特征与重力水平的变化基本无关.这表明静态水气分离器的工作性能基本不受重力影响.
关键词:
流型
,
重力效应
,
静态水气分离器
,
失重飞机
