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连续冷冻铸造制备超长定向孔隙毛细芯

工程热物理学报 2021年第11期42卷 2926-2932页

作者：林涛全晓军郑平上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对现有冷冻铸造技术难以制备具有定向孔隙的长毛细芯、难以精确调控孔隙尺寸及孔隙取向的问题,基于连续铸造和液体对流冷却定向凝固技术,开发了一种连续定向冷冻铸造方法,讨论了冷却条件、浸没速度、模具导热系数对孔隙尺寸及取向的影... 详细信息

针对现有冷冻铸造技术难以制备具有定向孔隙的长毛细芯、难以精确调控孔隙尺寸及孔隙取向的问题,基于连续铸造和液体对流冷却定向凝固技术,开发了一种连续定向冷冻铸造方法,讨论了冷却条件、浸没速度、模具导热系数对孔隙尺寸及取向的影响;在此基础上采用镍粉浆料冷冻铸造了具有均匀、定向孔隙的超长毛细芯;对毛细芯的孔隙率、渗透率和毛细性能的测试表明,冷冻铸造毛细芯具有优异的性能,连续冷冻铸造技术可用于制备高性能毛细芯。

关键词：多孔介质连续冷冻铸造超长定向孔隙毛细性能

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沸腾汽泡微液层变化规律的实验研究

工程热物理学报 2013年第5期34卷 931-934页

作者：高明章立新郑平全晓军上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海理工大学能源与动力工程学院上海200093

核态沸腾中位于汽泡底部的微液层在热量传递的过程里起到了至关重要的作用.本文用激光干涉法结合高速摄影技术清晰地记录了沸腾汽泡生长过程中微液层干涉图样的变化过程,分析了干区出现后三相接触线的变化规律,从实验中发现微液层干区... 详细信息

核态沸腾中位于汽泡底部的微液层在热量传递的过程里起到了至关重要的作用.本文用激光干涉法结合高速摄影技术清晰地记录了沸腾汽泡生长过程中微液层干涉图样的变化过程,分析了干区出现后三相接触线的变化规律,从实验中发现微液层干区半径随时间的变化呈现出良好的线性趋势。本文对干区出现前后汽泡基圆半径的变化规律进行了分析,在干区出现之前汽泡基圆半径随时间迅速增加,在干区出现之后,基圆半径的变化趋势趋于平缓。本文通过积分法计算了汽泡成长过程中微液层体积的变化规律,微液层体积呈现出先增大后减小的变化趋势。

关键词：微液层激光干涉汽泡动力学

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脉冲加热下微尺度表面流动沸腾

上海交通大学学报 2010年第1期44卷 120-123,129页

作者：陈钢全晓军郑平上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240

利用微机电系统(MEMS)加工技术,在梯形微通道内集成特定形状(60μm×100μm)的Pt微加热器,通过改变脉冲加热电压及水的流速,采用高速摄像机观察并记录微加热器表面的流动沸腾现象,根据脉冲宽度2 ms下不同流速及热流时微加热器表面的核... 详细信息

利用微机电系统(MEMS)加工技术,在梯形微通道内集成特定形状(60μm×100μm)的Pt微加热器,通过改变脉冲加热电压及水的流速,采用高速摄像机观察并记录微加热器表面的流动沸腾现象,根据脉冲宽度2 ms下不同流速及热流时微加热器表面的核态沸腾及膜态沸腾现象得到了沸腾流型图.结果表明:在一定流速条件下,随着微加热器的热流增加,核态沸腾及膜态沸腾相继出现在微加热器表面,且核态沸腾开始向膜态沸腾转变;同时,增加水的流速,可使微加热器上发生核态沸腾及膜态沸腾所需的热流量增大.

关键词：微加热器脉冲加热核态沸腾膜态沸腾

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同向流动微气泡产生与分裂的实验研究

工程热物理学报 2009年第7期30卷 1197-1200页

作者：全晓军陈钢郑平动力机械与工程教育部重点实验室上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

本文使用高速CCD可视化技术研究硅微通道内气液等温同向流动微气泡形成过程。作为离散相的空气和连续相的水,流经各自通道后汇聚在主通道前段;在一定的流量比值范围内,连续产生大小均匀的微气泡;发现存在bubbling和jetting两种微气泡形... 详细信息

本文使用高速CCD可视化技术研究硅微通道内气液等温同向流动微气泡形成过程。作为离散相的空气和连续相的水,流经各自通道后汇聚在主通道前段;在一定的流量比值范围内,连续产生大小均匀的微气泡;发现存在bubbling和jetting两种微气泡形成模式。气泡产生频率随空气和水的流速增大而增加。最后研究了气泡在T型微通道出口处的行为,观察到分裂和不分裂两种形式并进行了分析。

关键词：硅微通道同向流动频率气泡分裂

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微通道气液同向流动中气泡射流特性

工程热物理学报 2008年第2期29卷 309-312页

作者：全晓军陈钢郑平上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

利用高速CCD成像技术,本文研究了梯形横截面微通道内的气泡喷射流动.通过调节同向流动时空气和水流量,研究了气泡形成的大小和频率等变化特性;以及微通道内的流型变化。实验结果表明,气泡喷射频率随空气流量的增加而增大,同时随水流量... 详细信息

利用高速CCD成像技术,本文研究了梯形横截面微通道内的气泡喷射流动.通过调节同向流动时空气和水流量,研究了气泡形成的大小和频率等变化特性;以及微通道内的流型变化。实验结果表明,气泡喷射频率随空气流量的增加而增大,同时随水流量的增加而上升,且上升幅度渐趋平缓.

关键词：微通道气泡射流频率

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电场作用下单个沸腾汽泡动态特性研究

工程热物理学报 2014年第7期35卷 1387-1390页

作者：高明郑平全晓军上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

电场可强化池态沸腾换热已经普遍得到研究者的认可,在电场强化换热的实验研究中,以往研究者主要采取统计学的方法研究电场作用下沸腾汽泡的动态特性,也有研究者研究了冷态注入气泡在电场作用下的动态特性,而直接针对单个沸腾汽泡的研究... 详细信息

电场可强化池态沸腾换热已经普遍得到研究者的认可,在电场强化换热的实验研究中,以往研究者主要采取统计学的方法研究电场作用下沸腾汽泡的动态特性,也有研究者研究了冷态注入气泡在电场作用下的动态特性,而直接针对单个沸腾汽泡的研究鲜有报道。本文采用针状电极以R113为实验工质,研究了小加热面上不同热流密度和不同电场强度的情况下单个沸腾汽泡的动态特性,实验中发现在电场的作用下汽泡脱离半径和脱离体积变小,而汽泡成长时间和汽泡等待时间随着电场强度的增加而增大。

关键词：单汽泡 EHD 汽泡动力学

具有相同纵横比的梯形微通道内水蒸气流动凝结换热系数

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上海交通大学学报 2009年第9期43卷 1432-1436页

作者：全晓军董丽宁郑平上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

采用微通道内壁集成Pt电阻测量温度的方法,试验研究了具有相同纵横比的2个硅基梯形微通道内水蒸气的流动凝结换热系数,并基于湍流热边界层分析,建立了剪切力驱动的环状流换热系数半理论模型.结果表明,冷凝换热系数随水蒸气质量流量及其... 详细信息

采用微通道内壁集成Pt电阻测量温度的方法,试验研究了具有相同纵横比的2个硅基梯形微通道内水蒸气的流动凝结换热系数,并基于湍流热边界层分析,建立了剪切力驱动的环状流换热系数半理论模型.结果表明,冷凝换热系数随水蒸气质量流量及其干度的增加而增大,在水力直径较小的通道中,微通道换热效率较高.

关键词：微通道流动凝结集成Pt电阻换热系数

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门座式起重机自动化改造工程研究

门座式起重机自动化改造工程研究

作者：全晓军深圳大学

学位级别：硕士

门座式起重机作为一种机动灵活、通用性强的起重设备,是散货港口最为重要的装卸机械之一。门座式起重机的自动化是港口自动化、智能化的关键因素,目前港口门座式起重机操作自动化程度较低、严重依赖人工,与智慧港口的效率、安全、环保... 详细信息

门座式起重机作为一种机动灵活、通用性强的起重设备,是散货港口最为重要的装卸机械之一。门座式起重机的自动化是港口自动化、智能化的关键因素,目前港口门座式起重机操作自动化程度较低、严重依赖人工,与智慧港口的效率、安全、环保等要求相比,都有较大的差距。因此对门座式起重机进行自动化改造势在必行,由于门座式起重机结构繁多、运动轨迹复杂,本文将从几个方面逐步对门座式起重机的自动化改造进行研究。门座式起重机主要运行机构是由复杂的臂架系统和钢丝绳共同组成的,运行的平稳性是门座式起重机自动化改造的重要环节。论文首先以CAD图纸为依据,使用SolidWorks软件将门座式起重机的主要运行机构进行3D建模,将装配好的模型导入ADAMS软件进行动力学分析,利用ADAMS和Simulink进行联合仿真,根据门座式起重机的运行特点,建立了门座式起重机防摇控制的多种数学模型,并逐个进行分析,最终筛选出适合门座式起重机的防摇模型。接着同样是以提高门座式起重机自动化的运行平稳、操作精确为目标,对门座式起重机变频控制进行研究,分析了变频控制的结构和原理,重点分析了矢量控制的工作原理和实现方法,又对传统V/F变频控制和矢量变频控制各自的特点进行比较分析,得出了矢量变频更适合门座式起重机这种力矩变化频繁、低速性能要求好、控制精度要求高的场合,对港口门座式起重机变频器改造进行介绍,使用变频器监控软件对变频系统的控制性能和动态响应速度进行测试,通过测试检验了矢量变频系统控制性能稳定、动态响应迅速的优势,并对改造后的变频系统的节能效果进行分析。最后对门座式起重机自动化改造工程的建设内容、控制要点、影响因素等进行分析,设计自动控制的方案和实施流程,对自动控制中的关键部件进行重点介绍,对港口正在进行中的门座式起重机半自动化改造工程的硬件部分和软件部分进行分析。研究门座式起重机变幅、回转、起升机构半自动化是一次非常有意义的尝试,是门座式起重机整体自动化的前提,为日后多机自动化运行提供经验和打下基础。

关键词：港口门座式起重机建模矢量变频自动控制

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液封晶体生长中热毛细对流过程的数值模拟

液封晶体生长中热毛细对流过程的数值模拟

作者：全晓军重庆大学

学位级别：硕士

Czochralski方法是晶体材料制备中广泛应用的一种方式,在微重力条件下,表面张力梯度引起的对流成为影响材料品质的突出因素,因而成为重要的研究课题。为削弱热毛细对流,近年来发展起来的液封Czochralski方法(Liquid Encapsulant Czochra... 详细信息

Czochralski方法是晶体材料制备中广泛应用的一种方式,在微重力条件下,表面张力梯度引起的对流成为影响材料品质的突出因素,因而成为重要的研究课题。为削弱热毛细对流,近年来发展起来的液封Czochralski方法(Liquid Encapsulant Czochralski,或称LEC)在抑制热毛细对流方面颇具魅力。本文主要研究环型液池内不相溶混的两层流体的热毛细对流,建立了不相溶混的两层流体热毛细对流的物理模型和数学模型,采用有限容积法分别对微重力和常重力条件下具有液封的熔体内热毛细对流进行了数值模拟,得到了双层流体主流区的温度场、流场分布和无量纲参数A、B、Ma、Pr以及上、下层流体物性参数比对热毛细对流的影响规律,证实了液封技术能够削弱熔体主流区的热毛细对流,从而提高晶体生长质量,并找出了影响因素及作用规律,同时发现双层流体的流态比单层流体要复杂得多,影响其流态变化的因素也大大增加。结果表明:在微重力条件下,随着液封层流体厚度的减薄,上、下层流体的热毛细对流均被削弱,液封层厚度越薄,对熔体热毛细对流的抑制越强;随着液封流体与熔体之动力粘性系数比??的增大,液封层流体粘性扩散能力增强,使得熔体的热毛细对流显著削弱,说明动力粘性系数对流态的影响较大;当自由表面张力温度系数与液—液界面张力温度系数之比??为负值时,随着??绝对值的增大,熔体层流函数显著增大,等温线非线性分布增加,表明表面张力温度系数对流态的影响非常大;增大熔体的Pr数,熔体热毛细对流减弱;熔体的Ma数越大,热毛细对流越强。选择合理的具有恰当物性参数的液封流体,可以有效抑制熔体主流区内的热毛细对流。在常重力条件下,当熔体的Gr数大于104时,浮力对流才发挥作用。在本文模型中,浮力对流促进了液封层的流动,从而加大了对熔体热毛细对流的抑制作用。

关键词：热毛细对流,有限容积法,熔体,液封