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薄液膜沸腾强化传热的机理研究及优化调控

薄液膜沸腾强化传热的机理研究及优化调控

作者：金凤雏华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

随着电子器件的尺寸减小和集成度提高,器件工作时单位体积内产生的热量不断增大,这使得设备温度过高影响工作性能甚至导致设备损坏。因此,急需高效散热技术来解决上述问题。薄液膜沸腾作为一种新型相变传热方式,可以实现大于1kW/cm2的... 详细信息

随着电子器件的尺寸减小和集成度提高,器件工作时单位体积内产生的热量不断增大,这使得设备温度过高影响工作性能甚至导致设备损坏。因此,急需高效散热技术来解决上述问题。薄液膜沸腾作为一种新型相变传热方式,可以实现大于1kW/cm2的超高热流密度。与池沸腾不同,薄液膜沸腾的热流密度-过热度曲线(沸腾曲线)会出现负斜率状态,即在热流密度不断增大的同时过热度降低,此时冷却性能极佳,有望满足电子设备的散热需求。为了探索薄液膜沸腾高性能背后的原理,更好地开展薄液膜沸腾的实验研究,本文主要工作为:(1)建立薄液膜沸腾曲线的数学模型,对薄液膜沸腾独特“回转”曲线进行定量分析研究;(2)针对薄液膜沸腾实验样品的失效问题,采用电阻网络模型的方法探索应对样品失效情况的主动调控方案,通过仿真计算分析比较多种方案的改善效果。首先,本文将薄液膜沸腾实验曲线划分为三部分进行分析研究,结合池沸腾与薄液膜沸腾之间的异同,对经典池沸腾关系式进行修正,建立各部分的数学模型。薄液膜沸腾曲线模型的计算结果与实验结果符合度较高,可以很好地解释薄液膜沸腾的独特性以及可达超高热流密度的潜在机理。应用计算模型第三部分得到的等厚度曲线,类比焓湿图建立坐标系分象限分析不同趋势对应的沸腾过程,可以为实现不同需求的沸腾过程提供指导。其次,本文基于课题组之前研究中构建的电阻网络模型,经过等效处理后建立新电阻网络模型,获得各电阻的阻值、温度及热流密度等参数,用以分析薄液膜沸腾实验样品的基底——纳米多孔膜(AAO膜)的不均匀性对沸腾性能的影响。电网络模型计算结果表明,即使AAO膜中仅有一个孔的直径不同于其他孔,供电电压波动就会使得不均匀处超温导致样品表面熔断损坏。针对仿真模拟中不均匀电阻网络出现的熔断问题,提出水压调控方案及电阻调控方案,水压调控通过调节模型所处工况以冷却超温处;电阻调控通过外接分压电阻以消耗导致超温的电能。应用两种方案调控后的温度分布结果相近,熔断问题得到有效改善。其中,水压调控方案操作简单,调控后可达临界热流密度更大,但调控时水压偏高导致经济性较低。对主动调控方案的探索性研究有望为薄液膜沸腾未来应用中的操作控制提供指导。

关键词：薄液膜沸腾强化传热临界热流密度纳米多孔膜主动调控

厚度不均对纳米多孔镀层发热极限及熔毁失效的影响

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工程热物理学报 2022年第2期43卷 437-444页

作者：李嘉华金凤雏吕延超陈林冼海珍华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206

采用纳米多孔膜可以实现新型的具有极高热流密度的薄液膜沸腾相变传热。在薄液膜沸腾的基础研究中,通过在纳米多孔膜表面加工纳米级别厚度的铂镀层实现加热和测温。通过扫描电镜观察,发现实验样品残骸表面有“河流”状形貌形成,结合元... 详细信息

采用纳米多孔膜可以实现新型的具有极高热流密度的薄液膜沸腾相变传热。在薄液膜沸腾的基础研究中,通过在纳米多孔膜表面加工纳米级别厚度的铂镀层实现加热和测温。通过扫描电镜观察,发现实验样品残骸表面有“河流”状形貌形成,结合元素分析推断铂镀层局部发生热熔。本文对铂镀层进行简化并建立电网络模型,计算并分析了铂镀层局部厚度不均对整体发热极限及熔毁失效的影响。分析结果表明,镀层厚度的不均,将会使镀层在达到极限热流密度后,极易出现“河流”状熔毁,使镀层永久失效;而厚度更加均匀的铂镀层,有助于获得更高的极限热流密度。

关键词：铂纳米金属镀层电网络模型失效

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竞争环境下的供应链道德采购与披露决策

系统工程理论与实践 2024年第8期44卷 2532-2556页

作者：易余胤赖金凤暨南大学管理学院广州510632

道德采购与信息披露是供应链企业社会责任中的焦点问题.为解决企业关于道德采购与信息披露决策的权衡问题,探究企业道德采购与信息披露决策之间的互动机理,本文构建了由履行社会责任的道德供应商与存在违背社会责任风险的非道德供应商... 详细信息

道德采购与信息披露是供应链企业社会责任中的焦点问题.为解决企业关于道德采购与信息披露决策的权衡问题,探究企业道德采购与信息披露决策之间的互动机理,本文构建了由履行社会责任的道德供应商与存在违背社会责任风险的非道德供应商、两个竞争实力不一的买方企业所构成的二级供应链模型,其中,两个买方企业首先决策是否进行道德采购,然后决策是否披露采购来源.通过逆向归纳法求解博弈模型的均衡结果,并重点探讨了披露成本与市场份额之间的权衡对买方企业采购决策和披露决策的影响.研究发现,企业进行道德采购会促进企业进行信息披露,反之亦然.但随着披露成本的上升,企业将倾向于隐瞒其采购来源,企业进行道德采购的概率也随之下降,而市场声誉(道德采购所带来的市场份额增加和非道德采购被曝光的概率)则能激励企业的道德采购和信息披露行为.此外,两企业的道德采购与披露决策也受到市场竞争程度的影响.在披露成本适中时,市场竞争越激烈,双方的决策越趋同.

关键词：供应链企业社会责任道德采购信息披露

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考虑光谱信息和超像素分割的高光谱解混网络

遥感学报 2024年第1期28卷 142-153页

作者：谢金凤陈涛中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院武汉430074

在高光谱解混的过程中考虑影像的空间信息,能够有效提高解混精度。而超像素分割能够划分空间同质区域,为此本文提出一种考虑光谱信息和超像素分割的解混网络(SSUNet)。首先需对原始影像进行超像素分割处理,获得具有空间特征的超像素分... 详细信息

在高光谱解混的过程中考虑影像的空间信息,能够有效提高解混精度。而超像素分割能够划分空间同质区域,为此本文提出一种考虑光谱信息和超像素分割的解混网络(SSUNet)。首先需对原始影像进行超像素分割处理,获得具有空间特征的超像素分割数据,然后采用SSUNet对原始高光谱数据和超像素分割数据进行训练和解混。在线性和非线性混合模型生成的模拟数据集和两个真实数据集上的实验表明,与SUnSAL、SUnSAL-TV、SCLRSU、MTAEU、EGU-Net-pw和1DCNN的解混结果相比,所提网络具有更高的解混精度和较好的鲁棒性。

关键词：高光谱图像高光谱解混光谱和空间信息超像素分割深度学习卷积神经网络

疲劳加载历史对型钢再生混凝土黏结性能的影响

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土木工程学报 2024年第9期57卷 1-10页

作者：白国良马金凤西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

型钢再生混凝土结构既可以实现废弃骨料的再生利用,又具有较高的刚度、承载力及良好的抗震性能,是一种兼顾节能环保与结构性能的新型组合结构。为了研究疲劳加载历史对型钢再生混凝土黏结性能的影响,文章设计了梁式试件,并研制了一种带... 详细信息

型钢再生混凝土结构既可以实现废弃骨料的再生利用,又具有较高的刚度、承载力及良好的抗震性能,是一种兼顾节能环保与结构性能的新型组合结构。为了研究疲劳加载历史对型钢再生混凝土黏结性能的影响,文章设计了梁式试件,并研制了一种带有球铰的梁式加载装置,先对试件进行了以加载频率和应力水平为关键参数的200万次疲劳加载,而后进行静力加载。试验结果表明:试件最终破坏模式为静力荷载作用下的黏结滑移破坏,证明文章的试件设计和加载方案的有效性。经历疲劳加载后,试件的破坏过程与原静力试验相似;型钢应变和滑移沿锚固长度方向上的分布规律与原静力试验相同,均在荷载上升段呈负指数分布,在荷载下降段呈线性分布;一定范围内,增大应力水平和加载速率,试件剩余承载力降低。

关键词：型钢再生混凝土梁式试件疲劳荷载黏结性能剩余承载力

青香蕉果肉多酚成分鉴定及其对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用

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食品科学 2024年第7期45卷 61-68页

作者：王倩王娟傅金凤盛鸥华南理工大学食品科学与工程学院广东广州510641 广东省农业科学院果树研究所农业农村部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室广东省热带亚热带果树研究重点实验室广东广州510640 广东省香蕉精深加工与综合利用工程技术研究中心广东广州510641

以青香蕉为原料提取多酚,利用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱联用技术对多酚提取物进行成分鉴定,并通过体外实验评价香蕉果肉多酚对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用,探究青香蕉降血糖的部分机制。结果表明:青香蕉果肉... 详细信息

以青香蕉为原料提取多酚,利用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱质谱联用技术对多酚提取物进行成分鉴定,并通过体外实验评价香蕉果肉多酚对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用,探究青香蕉降血糖的部分机制。结果表明:青香蕉果肉多酚提取物中共鉴定出28种化合物,包括21种多酚类化合物、2种有机酸、3种鞣花单宁代谢产物、以及香兰素和香豆素,检测到香蕉果肉中含有秦皮乙素、金丝桃苷、紫云英苷3种多酚类化合物,此外,二甲基鞣花酸和尿石素A为主要色谱峰;体外实验结果显示,香蕉果肉多酚对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶均存在抑制作用,质量浓度为1.0 mg/mL时,对α-淀粉酶抑制率为(76.25±3.79)%,半抑制质量浓度(half maximal inhibitory concentration,IC50)为0.53 mg/mL;质量浓度为160μg/mL时,对α-葡萄糖苷酶抑制率为(92.54±0.69)%,IC50为35.76μg/mL。因此,多酚可能是青香蕉能够降血糖的活性成分之一。

关键词：香蕉多酚成分鉴定 α-淀粉酶 α-葡萄糖苷酶抑制作用

钙铝层状双氢氧化物(CaAl-LDH)对铅镉砷污染废水的吸附性能及机制研究

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Journal of Central South University 2024年第4期31卷 1292-1305页

作者：侯金凤孙倩郝秀珍 State Key Laboratory of Soil and Sustainable Agriculture Institute of Soil ScienceChinese Academy of SciencesNanjing 210008China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China College of Agricultural Sciences and Engineering Hohai UniversityNanjing 210098China

重金属污染普遍存在且日趋严重,解决阳离子和阴离子重金属共存的复合污染问题依然是一个严峻的挑战。本研究采用简便的原位共沉淀法制备了钙铝层状双氢氧化物(CaAl-LDH),用于去除水中的重金属离子。通过XRD、SEM、FTIR和XPS等表征方法研... 详细信息

重金属污染普遍存在且日趋严重,解决阳离子和阴离子重金属共存的复合污染问题依然是一个严峻的挑战。本研究采用简便的原位共沉淀法制备了钙铝层状双氢氧化物(CaAl-LDH),用于去除水中的重金属离子。通过XRD、SEM、FTIR和XPS等表征方法研究CaAl-LDH的制备及其对重金属离子的吸附机理。采用批吸附实验研究CaAl-LDH对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)三种金属离子的吸附能力。结果表明,准一级动力学模型可以很好地拟合CaAl-LDH对三种重金属的吸附。吸附等温线结果表明,与Freundlich模型(R^(2)0.92)。Langmuir和Freundlich模型都能有效拟合Pb和As的吸附(R^(2)>0.90)。CaAl-LDH对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和As(Ⅴ)的最大吸附量分别为786.6、437.2和72.9 mg/g,并且在10 min内能够达到吸附平衡,反应快速高效。CaAl-LDH对铅、镉、砷的吸附机理各异。铅的吸附可能通过表面沉淀实现,而镉的吸附机理为同晶置换。至于As的吸附,可能涉及LDH层间的离子交换。该实验提供了一种对阴、阳离子重金属都具有高效吸附性能的LDH材料,并在重金属复合污染废水治理中显示出一定的应用潜力。

关键词：钙铝层状双氢氧化物(CaAl-LDH) 吸附重金属复合污染废水治理

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嫩江流域生态干旱影响因素及其时空演变格局

生态学报 2024年第13期44卷 5646-5657页

作者：庞金凤门宝辉华北电力大学水利与水电工程学院北京102206

近几十年来,嫩江流域湿地大面积萎缩、土地盐碱化严重,干旱频发,严重威胁生态安全、水环境安全和社会经济可持续发展。为量化嫩江流域干旱对生态系统的影响,利用标准化生态缺水指数(SEWDI),结合旋转经验正交函数、累积和曲线和Pearson... 详细信息

近几十年来,嫩江流域湿地大面积萎缩、土地盐碱化严重,干旱频发,严重威胁生态安全、水环境安全和社会经济可持续发展。为量化嫩江流域干旱对生态系统的影响,利用标准化生态缺水指数(SEWDI),结合旋转经验正交函数、累积和曲线和Pearson相关性分析法分析嫩江流域1980—2017年生态干旱的时空演变规律,并利用游程理论提取生态干旱特征。结果表明:(1)生态干旱与影响因子间的相关系数排序为相对湿度>归一化植被指数>径流>降水>气温,其中生态干旱和相对湿度相关系数最大且大于0.5,呈现显著相关性,其余因子的相关系数均小于0.5,呈现低度相关性;(2)从SEWDI变化曲线上看,1980—1999年干湿交替呈现出一定的周期性,生态干旱以轻旱和中旱为主,总体呈加剧趋势;2000—2017年极端干旱和极端湿润事件频发,生态干旱总体呈缓解趋势。从累积和曲线上看,1980—1995年为嫩江流域生态干湿状态的正常波动时期,1996—2009年为嫩江流域生态干旱期,2012—2017年为生态湿润期;(3)生态干旱的干旱历时和烈度显示流域西南部严重程度较大,长期干旱风险较高,而流域北部干旱强度较大,较易发生单次较为严重的短期干旱。

关键词：生态干旱累积和曲线旋转经验正交函数嫩江流域干旱演变

变形处理对Mg-Li合金显微组织演变和力学性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第1期34卷 1-25页

作者：刘站聂金凤赵永好南京理工大学材料科学与工程学院纳米异构材料中心南京210094

镁锂合金具有较高的比强度和比刚度、优秀的电磁屏蔽效应和阻尼性能等优点,是目前最轻的金属结构材料,在自动化、航空、交通运输、医疗等领域有广泛的应用前景。但是,和其他金属结构材料相比,镁锂合金的强度仍然偏低,需要对镁锂合金进... 详细信息

镁锂合金具有较高的比强度和比刚度、优秀的电磁屏蔽效应和阻尼性能等优点,是目前最轻的金属结构材料,在自动化、航空、交通运输、医疗等领域有广泛的应用前景。但是,和其他金属结构材料相比,镁锂合金的强度仍然偏低,需要对镁锂合金进行合金化或者变形处理来提高力学性能。总结了各类变形处理镁锂合金的研究现状,讨论了常规变形加工和剧烈塑性变形加工对镁锂合金显微组织和力学性能的影响,并总结了变形加工过程中形变量和温度对显微组织和力学性能的影响,以及镁锂合金的几种晶粒细化机制,阐述了镁锂合金在工业应用中遇到的问题。晶粒细化和加工硬化目前仍然是提高镁锂合金性能的主要手段。强调了几种变形和结构设计(异质材料),这将有助于镁锂合金的创新工作,从而得到高强度镁锂合金。

关键词：镁锂合金显微组织力学性能塑性变形细晶强化剧烈塑性变形