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工程热物理学报 2025年第3期46卷 938-944页

作者：党超李昊王小伟贾力北京交通大学机械与电子控制工程学院热能工程研究所北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

在金属表面加工异形微结构对于制造适用于低表面能工质的疏液表面具有重要意义。本文基于离子束刻蚀工艺,设计了一种异形微结构表面的加工方法。通过实验研究,优化了加工工艺,确定了异形微结构顶部的变形量与扩散焊接压力的关系,得到了... 详细信息

在金属表面加工异形微结构对于制造适用于低表面能工质的疏液表面具有重要意义。本文基于离子束刻蚀工艺,设计了一种异形微结构表面的加工方法。通过实验研究,优化了加工工艺,确定了异形微结构顶部的变形量与扩散焊接压力的关系,得到了液滴在两种排布方式表面润湿特性的变化规律。异形微结构表面可使表面能低至26.72 mN/m的乙醇溶液液滴保持疏液状态。微结构表面上液滴接触角总体随液滴体积增加呈周期性变化规律,随工质表面能的降低逐渐减小。槽道表面可使表面能较低的液滴维持疏液状态,润湿性具有各向异性,点阵表面可使一定体积的液滴拥有更高的接触角和更均匀的润湿性。

关键词：异形微结构离子束刻蚀低表面能工质疏液表面

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均热板注液抽真空工艺优化研究

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工程热物理学报 2025年第2期46卷 546-552页

作者：沈禹同贾力王宙卢红岭北京交通大学机械与电子控制工程学院热能工程研究所北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

精确控制注液量对于优化均热板的传热性能至关重要。本研究着眼于提升均热板的充液和真空处理工艺,对比分析抽真空注液与注液抽真空两种充液方式存在的技术挑战,通过实验探究工质在不同充液率下的损失机制,结果表明在低温条件下抽真空... 详细信息

精确控制注液量对于优化均热板的传热性能至关重要。本研究着眼于提升均热板的充液和真空处理工艺,对比分析抽真空注液与注液抽真空两种充液方式存在的技术挑战,通过实验探究工质在不同充液率下的损失机制,结果表明在低温条件下抽真空可以有效降低因汽化导致的工质损失量,当充液率为140%时,工质损失量可以减少14%。此外,根据各种充液率下工质损失的具体形式和数量差异,本文提出了一种二次注液策略,与一次注液抽真空的方法相结合进行工质补充,实现了在高充液率下精确控制工质注入量。

关键词：均热板充液率工质损失量低温抽真空二次充注

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受限微结构对低表面张力液滴合并弹跳的影响

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化工学报 2021年第4期72卷 1920-1929页

作者：彭启贾力丁艺张永欣党超银了飞北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

设计并制备了CuO纳米结构和矩形微槽相结合的层级微槽超疏水表面,采用去离子水、质量分数为8%和16%的乙醇溶液为工质,研究了三种表面张力的单个液滴在微槽内的受限生长特征以及槽内变形液滴与槽外正常液滴的合并弹跳行为,探讨了受限微... 详细信息

设计并制备了CuO纳米结构和矩形微槽相结合的层级微槽超疏水表面,采用去离子水、质量分数为8%和16%的乙醇溶液为工质,研究了三种表面张力的单个液滴在微槽内的受限生长特征以及槽内变形液滴与槽外正常液滴的合并弹跳行为,探讨了受限微结构对较低表面张力液滴合并弹跳的影响。结果表明,在Laplace压力差的驱动下,微槽内受限变形的水滴发生自弹跳行为,随着溶液中乙醇浓度的提升,液体表面张力减小,表面对液滴的吸附增强,乙醇质量分数为8%和16%的槽内变形液滴不发生自弹跳,而是爬升并悬浮于微槽上方。受限微结构对液滴合并弹跳的强化作用随液体表面张力的减小而减弱,与去离子水相比,乙醇质量分数为8%和16%的受限变形液滴与槽外正常液滴的合并弹跳速度分别降低了26.7%和75.9%,能量转化效率分别降低了17.8%和90%。

关键词：超疏水液滴合并弹跳界面张力流体动力学纳米结构受限生长乙醇溶液

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添加剂对褐煤薄层微波干燥特性影响

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工程热物理学报 2016年第5期37卷 946-951页

作者：付毕安陈梅倩黄友旺北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

本文对褐煤薄层微波干燥动力学特性进行实验研究,分析微波功率及添加剂(剂量分别为5%和10%氯化钠、剂量5%碳酸钠)对褐煤干燥动力学特性的影响规律。结果表明:添加剂对褐煤微波干燥特性具有显著性影响。与原褐煤相比,功率为119 W时添加... 详细信息

本文对褐煤薄层微波干燥动力学特性进行实验研究,分析微波功率及添加剂(剂量分别为5%和10%氯化钠、剂量5%碳酸钠)对褐煤干燥动力学特性的影响规律。结果表明:添加剂对褐煤微波干燥特性具有显著性影响。与原褐煤相比,功率为119 W时添加剂效果最为显著,添加5%氯化钠、5%碳酸钠和10%氯化钠后,褐煤平均干燥速率分别增大3%、20%和36%。纯褐煤、褐煤/5%氯化钠、褐煤/5%碳酸钠和褐煤/10%氯化钠第一降速段活化能分别为17.17W·g^(-1)、14.60 W·g^(-1)、13.48 W·g^(-1)和13.33 W·g^(-1);第二降速段活化能分别为15.23 W·g^(-1)、10.51 W·g^(-1)、10.12W.g^(-1)和9.32 W.g^(-1)。添加剂加入均使得褐煤两个降速段活化能降低,与5%剂量氯化钠相比,添加10%氯化钠后褐煤的活化能有所降低;碳酸钠可更好的改善褐煤薄层微波干燥特性。

关键词：褐煤微波薄层干燥动力学添加剂

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Ni纳米线在旋转磁场下的运动行为研究

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工程热物理学报 2015年第4期36卷 838-842页

作者：杨立新赵楠北京交通大学机械与电子控制工程学院微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

本文通过实验及理论分析,对Ni纳米线在旋转磁场下的运动行为进行研究。Ni纳米线的旋转运动分为同步旋转和异步旋转两种形式。通过受力分析结合量纲比较的手段得到,本文研究范围内流体惯性作用、纳米线运动惯性作用的影响可以忽略,而磁... 详细信息

本文通过实验及理论分析,对Ni纳米线在旋转磁场下的运动行为进行研究。Ni纳米线的旋转运动分为同步旋转和异步旋转两种形式。通过受力分析结合量纲比较的手段得到,本文研究范围内流体惯性作用、纳米线运动惯性作用的影响可以忽略,而磁场力矩和流体力矩是控制纳米线旋转运动的主要因素。建立了纳米线旋转运动的控制模型,并得到了区分同步旋转和异步旋转运动的判据。分别针对同步旋转运动和异步旋转运动进行分析,对比不同参数对纳米线运动的影响。

关键词： Ni纳米线旋转磁场同步异步旋转

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大长径比竖管沸腾换热特性实验研究

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工程热物理学报 2017年第8期38卷 1743-1747页

作者：张竹茜龚军建杨立新北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

采用AP1000稳压器电加热元件开展大长径比管束沸腾换热特性实验研究。实验热流密度范围为30~270kW/m^2,以去离子水为工质,在常压下进行实验。实验结果表明:管程高度与热流密度对换热系数均有影响,沸腾换热性能与管壁表面附近流型有一定... 详细信息

采用AP1000稳压器电加热元件开展大长径比管束沸腾换热特性实验研究。实验热流密度范围为30~270kW/m^2,以去离子水为工质,在常压下进行实验。实验结果表明:管程高度与热流密度对换热系数均有影响,沸腾换热性能与管壁表面附近流型有一定对应关系。分析了不同热流密度下壁温的沿程变化,拟合了局部沸腾换热系数随热流密度及管程高度的关联式。

关键词：沸腾流型换热系数壁面过热度汽泡行为

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生物质和污泥轻度热解的两步反应动力模型

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工程热物理学报 2017年第5期38卷 920-924页

作者：黄友旺陈梅倩付毕安北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

本文对比研究了典型木质纤维生物质和非木质纤维索类生物质的轻度热解特性,并基于多步反应动力学原理,建立了生物质轻度热解的两步反应动力学模型。结果表明:在同样的停留时间下,木质纤维类生物质的失重明显大于非木质纤维类生物质的;... 详细信息

本文对比研究了典型木质纤维生物质和非木质纤维索类生物质的轻度热解特性,并基于多步反应动力学原理,建立了生物质轻度热解的两步反应动力学模型。结果表明:在同样的停留时间下,木质纤维类生物质的失重明显大于非木质纤维类生物质的;两步反应模型能够很好地预测两类生物质的轻度热解过程,并能预测得到平衡失重百分比。

关键词：木质纤维类生物质污泥轻度热解多步反应模型

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基于热力学极值原理优化污泥干燥过程

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工程热物理学报 2016年第8期37卷 1602-1606页

作者：黄友旺陈梅倩付毕安北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

本文在热风对流干燥实验台上进行污泥薄层等温干燥特性的实验研究,获得了一定风速下温度对薄层含水率影响规律。基于多元系热力学原理,构建了薄层含水率的双结构预测模型。基于热力学极值原理,分析污泥水分迁移过程中吉布斯函数的变化规... 详细信息

本文在热风对流干燥实验台上进行污泥薄层等温干燥特性的实验研究,获得了一定风速下温度对薄层含水率影响规律。基于多元系热力学原理,构建了薄层含水率的双结构预测模型。基于热力学极值原理,分析污泥水分迁移过程中吉布斯函数的变化规律,以对薄层干燥工况方案进行优化。结果表明:双结构模型可用于预测薄层含水率的变化情况;在2 m/s风速下,薄层含水率从80%降低到60%时,控制干燥温度为100℃左右;含水率从60%降低到10%,应保持干燥温度在150℃左右。

关键词：污泥干燥极值原理双结构模型吉布斯函数优化

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微细通道内非共沸工质流动沸腾换热实验研究

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工程热物理学报 2018年第9期39卷 2005-2011页

作者：杞卓玲贾力党超北京交通大学机械与电子控制工程学院热能工程研究所北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

本文实验研究了非共沸混合制冷剂R134a/R245fa(质量比为0.7/0.3)在长度为45 mm、65 mm的平行微通道内的流动沸腾特性。微通道由30个截面为0.5 mm×0.5 mm矩形微通道组成。得到了质量流速在542.22～995.56kg·m^(-2)·s^(-1... 详细信息

本文实验研究了非共沸混合制冷剂R134a/R245fa(质量比为0.7/0.3)在长度为45 mm、65 mm的平行微通道内的流动沸腾特性。微通道由30个截面为0.5 mm×0.5 mm矩形微通道组成。得到了质量流速在542.22～995.56kg·m^(-2)·s^(-1)、热流密度在4.9～100.2 W·cm^(-2)时的流动沸腾传热系数,并对R134a/R245fa和R134a的换热系数进行对比,结果表明热流密度、质量流速、通道长度对换热系数均有影响。考虑R134a/R245fa相变时的附加传质阻力对换热的影响下,在纯工质关联式中引入混合物影响因子,得到了适用于本实验工况下R134a/R245fa的关联式。

关键词：非共沸混合工质流动沸腾换热系数换热关联式

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矩形微槽道内R134a流动沸腾换热特性的实验研究

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工程热物理学报 2017年第6期38卷 1327-1332页

作者：党超贾力黄浅北京交通大学机械与电子控制工程学院热能工程研究所北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

本文主要研究了制冷剂R134a.在水平矩形(截面为1 mm×1 mm)微槽道内的流动沸腾换热特性。通过可视化手段观察到流动沸腾过程中的流型变化。同时得到了质量流速在60~1100 kg/(m^2s)、热流密度在33~120 kW/m^2时的流动沸腾换热系数,并... 详细信息

本文主要研究了制冷剂R134a.在水平矩形(截面为1 mm×1 mm)微槽道内的流动沸腾换热特性。通过可视化手段观察到流动沸腾过程中的流型变化。同时得到了质量流速在60~1100 kg/(m^2s)、热流密度在33~120 kW/m^2时的流动沸腾换热系数,并对R134a的沸腾曲线作了讨论。通过可视化结果,发现了从泡状流到干涸流的7种流型。换热系数随着热流密度的增加而增加,干涸流的出现会导致换热系数迅速减小。核态沸腾传热在受限气泡到弹状流阶段得到增强。在搅混-环状流到环状流阶段,R134a的传热系数稳定在一个较高的值。此外,质量流速越大,CHF值越高。

关键词：流动沸腾可视化传热系数 CHF

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