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
张海
,
樊融
,
田雪沁
,
许考
,
汤根土
,
王双峰
,
万士昕
工程热物理学报
本文成功搭建了适用于中国科学院力学研究所国家微重力实验室(NMLC)落塔的高压对冲火焰实验系统,并首次开展了微重力条件下加压对冲火焰实验,测定了一定张力条件下甲烷/空气层流预混火焰的熄灭极限.实验结果表明,随着压力的增高,甲烷/空气混合气体的可燃极限呈先增后降的非单调变化趋势,峰值发生在0.4MPa左右.浮力对加压下微弱火焰熄灭极限的影响明显,在常重力条件下,相同张力下的熄灭极限较微重力条件下的偏大,峰值出现的压力略低.微重力条件下的实验结果与使用CHEMKIN的数值模拟的结果相当一致.
关键词:
加压
,
可燃极限
,
预混火焰
,
微重力
,
落塔
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
王双峰
,
浦以康
,
贾复
,
万士昕
工程热物理学报
对一种新型扬尘方法在垂直管道中形成的扬尘湍流特性进行了测量,在此基础上,观察和测量了玉米粉尘火焰向上传播的过程,讨论了湍流对火焰特性的影响.新方法产生的扬尘湍流强度相当低,随时间衰减缓慢,扬尘湍流的积分尺度随着时间增大,约为2 cm到3 cm.实验中观察到两种粉尘火焰:湍流火焰和层流火焰,火焰形态转变对应的点火延迟时间约等于1.1 s,即粉尘云湍流运动强度为10 cm/s,湍流火焰传播速度明显大于层流火焰.
关键词:
扬尘方法
,
扬尘湍流
,
粉尘火焰
,
火焰传播
,
玉米粉
刘刚
,
赵建福
,
万士昕
,
闫娜
工程热物理学报
本文利用我国第22颗返回式卫星实验研究了微重力条件下池沸腾临界热流现象,发现基于流体动力学不稳定性机制的LD-Zuber模型可以很好地预测不同重力条件下的池沸腾临界热流变化趋势,尽管热丝无量纲半径比该模型的适用范围扩大了3～4个数量级.这和地面常重力环境中关于临界热流尺度效应的研究结果有很大差异,表明在Bond数很小时,热丝无量纲半径已不再是描述临界热流尺度效应的唯一参数.此外,本文提出了"极限核化尺寸"的概念,来解释了不同条件下临界热流的变化特征.
关键词:
微重力
,
池沸腾
,
CHF
,
尺度效应
,
极限核化尺寸
刘刚
,
赵建福
,
万士昕
,
闫娜
工程热物理学报
本文报道了空间微重力池沸腾过程中的汽泡脱落现象,观测到微重力条件下小汽泡行为与常重力时相似,但在中等尺寸范围内,汽泡往往粘附在加热丝上做横向振动,并不断合并所碰到的小汽泡,直到超过临界尺寸后脱落.本文在Lee模型(1992)的基础上引入热毛细作用力,成功地解释了实验观测到的独特的汽泡动力学行为特征.
关键词:
微重力
,
池沸腾
,
汽泡脱落直径
,
铂丝
赵建福
,
万士昕
,
刘刚
,
闫娜
工程热物理学报
本文利用我国第22颗返回式卫星开展了微重力条件下过冷池沸腾传热实验研究.实验中采用桥式自反馈电路控制加热面温度,加热元件为长30 mm、直径60 μm的铂丝,实验工质为0.1 MPa压力下过冷度为26℃的R113.实验发现,沸腾起始温度不受重力水平影响,而微重力核态沸腾传热略有增强,汽泡脱落行为也有着不同的特征.
关键词:
微重力
,
池沸腾
,
核态沸腾
,
过冷度
薛艳芳
,
魏进家
,
赵建福
,
李晶
,
郭栋
,
万士昕
工程热物理学报
为了提高航天器中电子器件的冷却效率,本文利用干式腐蚀方法形成方柱微结构,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FC-72池沸腾强化换热实验研究。研究结果表明：相比光滑表面,方柱微结构表面利用其独立于重力水平的毛细作用力,显著地强化了微重力沸腾换热。
关键词:
池沸腾
,
微重力
,
方柱微结构
,
毛细作用力
,
强化换热
赵建福
,
万士昕
,
刘刚
工程热物理学报
本文研制了一套控温池沸腾实验设备,利用中国科学院国家微重力实验室落塔开展了短时微重力环境下的过冷池沸腾传热实验研究.加热元件为长30 mm、直径60 μm的铂丝.实验工质为O.1 MPa压力下过冷度为24℃的R113.在地面常重力和落塔短时微重力实验中,观测到核态沸腾和双模态过渡沸腾现象.对核态沸腾,微重力传热效果稍有增强而汽泡形态却呈现出剧烈变化.对双模态过渡沸腾,微重力下膜态沸腾部分有明显收缩,但热流密度值仍比常重力时减小20%.
关键词:
微重力
,
池沸腾
,
过冷度
,
落塔
