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过增元基于质能方程提出了热质的概念.在非平衡热力学中,存在最低能量耗散原理,根据该原理可以导出热传导,扩散及粘性流动等不可逆输运过程的方程式.当采用热质模型对传热现象进行描述时,发现热质的运动也满足最小作用量原理:最低热质能耗散原理,根据该原理可以推导得出热质运动的动量守恒方程.

关键词: 热子气 , 最低热质能耗散原理 , 热质运动方程

从热质理论到能质理论

董源 , 过增元

工程热物理学报

现有流变学本构方程大多是基于唯象模型或者通过对线性定律进行修正而导出的,物理意义不够清晰。本文借鉴热质理论,提出连续介质微元的动能同样具有当量质量,可以用能质控制方程导出普适动能输运定律。普适动能输运定律在不同问题背景下,可以导出牛顿黏性定律,胡克定律以及流变学中较为基础的线性黏弹性本构方程。能质理论推导流变学本构方程的过程是基于第一性原理,不仅物理意义清晰,而上揭示了热输运与动能输运之间的内在统一规律。

关键词: 热质理论 , 能质理论 , 流变学 , 非牛顿流动 , 本构方程

粗糙表面对微尺度流动影响的数值分析

王玮 , 李志信 , 过增元

工程热物理学报

本文利用表面规则突起来模拟粗糙元,通过对平板间微尺度层流流动的数值计算,研究了粗糙表面对微尺度层流流动阻力的影响.对数值计算结果的分析表明,壁面处由于粗糙元存在可引起逆压梯度,从而导致层流流动阻力系数的增加.

关键词: 微尺度 , 粗糙表面 , 数值计算 , 逆压分布

微热控百叶窗驱动器的分析与模拟

万凯 , 任建勋 , 过增元

工程热物理学报

提出一种适合微小卫星的微热控百叶窗驱动器,利用热电制冷片作为温控装置,利用高膨胀系数的金属作为活动部件,实现热控百叶窗的开合.建立了该驱动器的一维和二维物理数学模型,并利用有限元软件ANSYS对其工作过程进行了数值模拟.获得了其基本的性能特性.研究结果表明,与直接电加热双金属驱动元件相比,不同输入功率下,该新型驱动器的变形量分别为双金属的2.5～10倍,同时动作频率约为双金属的20倍左右.

关键词: 热电制冷片 , 热控百叶窗 , 珀尔帖效应

热驱动微型泵的实验研究

尹执中 , 徐宁 , 庞江涛 , 刘理天 , 胡桅林 , 过增元 , 金观昌

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2000.02.001

本文对热驱动微型泵在空载和有负载(即泵送液体)情况下的性能进行了实验研究.空载情况下,在所测频率范围内,膜片的振幅随频率减小,但泵腔的体积变化率随频率基本不变;随着加热功率的增加,膜片平衡位置逐渐远离其静止位置,当功率足够大时,膜片平衡位置的变化将减缓,振幅变化也将减缓.实验测定了有负载情况下泵的频率特性,对应于最大流量的频率为3Hz;实测了流量随加热功率的变化,当功率较小时,流量缓慢变化,当功率较大时,流量迅速增大.

关键词: 微型机械 , 微型泵 , 传热 , 流动

壁面轴向导热对微细管内对流换热的影响

王玮 , 葛峰 , 李志信 , 过增元

工程热物理学报

本文通过数值解析的方法研究了考虑壁面轴向导热时微细管内的对流换热.结果表明,当管外为对流换热边界条件时,管内充分发展对流换热的Nu依然在3.66～4.36之间.但若忽略壁面轴向导热,采用一维热阻模型整理微细管内对流换热的实验数据将会导致错误的结论.

关键词: 微细管 , 固壁轴向导热 , 对流换热

适用于金属材料的热质两步模型及普适导热定律

王海东 , 过增元

工程热物理学报

基于爱因斯坦质能关系提出的热质理论揭示了热量传递的本质,具有广泛的应用前景.对于电介质材料已经建立了完善的热质模型和普适导热定律,然而金属中电子是热量的主要载体,在超快速加热条件下存在电子和晶格之间的非平衡热传导,需要对平衡态的热质模型进行修正.本文提出了一种适用于金属材料的热质两步模型,并且建立了相应的普适导热定律,为实验研究超快速热量传递机制奠定了理论基础.

关键词: 热质模型 , 普适导热定律 , 超快速加热 , 非平衡热传导