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正戊醇添加剂强化喷雾冷却传热实验研究

化工学报 2025年第1期76卷 131-140,F0004页

作者：陈晗蔡畅刘红尹洪超海洋能源利用与节能教育部重点实验室大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024 先进飞行器与空天动力创新研究中心北京航空航天大学宁波创新研究院浙江宁波315800

以纯水和低浓度正戊醇-水溶液为工质开展喷雾冷却传热性能实验研究,并探究正戊醇添加剂对喷雾场内冷却工质的液滴Sauter平均直径、液滴数量以及体积通量空间分布特性的影响规律。结果表明少量正戊醇添加剂可显著提高纯水喷雾冷却传热性... 详细信息

以纯水和低浓度正戊醇-水溶液为工质开展喷雾冷却传热性能实验研究,并探究正戊醇添加剂对喷雾场内冷却工质的液滴Sauter平均直径、液滴数量以及体积通量空间分布特性的影响规律。结果表明少量正戊醇添加剂可显著提高纯水喷雾冷却传热性能,但强化传热效果随着正戊醇浓度的提高呈现先增强后减弱的趋势。相比纯水工质,混合溶液的喷雾液滴数量增加,Sauter平均直径降低,体积通量提高,三者共同作用导致喷雾冷却换热性能的提升。然而,正戊醇较低的比定压热容、热导率和汽化潜热会对换热产生不利影响。在上述强化传热与削弱传热两种机制的共同作用下,实验结果表明体积分数为1.0%的正戊醇-水喷雾冷却传热效果最佳。

关键词：喷雾冷却传热正戊醇添加剂 Sauter平均直径体积通量两相流对流

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喷雾冷却中散热面温度对无沸腾区换热特性的影响

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中国激光 2010年第1期37卷 115-120页

作者：王亚青刘明侯刘东徐侃何国梁中国科学技术大学热科学与能源工程系安徽合肥230027

以水为冷却介质,针对固体激光器200 W/cm^2散热需求进行喷雾冷却换热实验研究,重点研究介质体积通量在0.044-0.053 m^3/（m^2.s）,壁面温度为25-65℃范围内“无沸腾区”的散热特性。实验结果表明,通量为0.044 m^3/（m^2.s）,壁面温度为6... 详细信息

以水为冷却介质,针对固体激光器200 W/cm^2散热需求进行喷雾冷却换热实验研究,重点研究介质体积通量在0.044-0.053 m^3/（m^2.s）,壁面温度为25-65℃范围内“无沸腾区”的散热特性。实验结果表明,通量为0.044 m^3/（m^2.s）,壁面温度为65℃时,散热功率可达257 W/cm^2;在通量为0.053 m^3/（m^2.s）时,保持同样壁面温度散热能力达到300 W/cm^2。对实验数据进行分析发现,“无沸腾区”换热系数随着介质体积通量、壁面温度的增加而变大;对雷诺数Re〉440给出了反映换热特性的Nu与Re经验关系式。与Oliphant等给出的数据比较后发现,此关系式在Re〉240以后的计算结果,对工程运用亦有一定的参考作用。

关键词：激光器喷雾冷却无沸腾区体积通量

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基于动量定理的气举提升系统建模与分析

排灌机械工程学报 2012年第5期30卷 592-597页

作者：胡东唐川林廖振方湖南工业大学机械工程学院湖南株洲412008 重庆大学机械工程学院重庆401331

为了寻求气举提升系统理论建模的新方法,基于动量定理构建气举管内混合流体控制方程,应用线性化处理手段并结合理论分析及相关经验公式,数值计算得出气、液和固体体积通量三者的函数关系.为了试验验证理论模型的可靠性,选用中等粒径普... 详细信息

为了寻求气举提升系统理论建模的新方法,基于动量定理构建气举管内混合流体控制方程,应用线性化处理手段并结合理论分析及相关经验公式,数值计算得出气、液和固体体积通量三者的函数关系.为了试验验证理论模型的可靠性,选用中等粒径普通河沙为测试颗粒,建立室内扬沙系统,得出了排液量、排沙量随气量值的变化规律,并与理论值进行对比.结果表明:影响该模型的因素较为复杂,但其计算结果由于采用线性化处理手段而较易实现.该模型对排液量的预测精度较高,其相对误差大部控制在8%以内,而对排沙量的预测精度较前者稍低.当只对气-液两相输送时,其理论模型预测精度更高,其相对误差基本在6%以内.另外,对应中等气量范围内,理论值与实测值吻合较好,而对应其他工况下两者吻合程度有所下降,且在峰值处吻合程度最差.研究成果为更好地理解和优化气举各参数提供重要的参考.

关键词：气举动量定理混合流体体积通量相对误差

二元溶液凝固过程中组分通量随时间演化的实验研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2015年第4期30卷 357-364页

作者：尹佐超周全钟锦强上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 同济大学物理科学与工程学院上海200092

该文在氯化铵水溶液定向凝固过程中,观察液相区双扩散对流条纹的形成并研究其随时演化规律。在固液混合边界层中,由于固态氯化铵盐的析出形成由盐度梯度驱动的多孔杂质模式下的对流运动。其中形成的低温、低浓度的柱状羽流与液态区进行... 详细信息

该文在氯化铵水溶液定向凝固过程中,观察液相区双扩散对流条纹的形成并研究其随时演化规律。在固液混合边界层中,由于固态氯化铵盐的析出形成由盐度梯度驱动的多孔杂质模式下的对流运动。其中形成的低温、低浓度的柱状羽流与液态区进行热盐交换,导致了双扩散对流条纹的形成和移动。通过平行光暗影法成像,系统地分析了双扩散对流条纹移动速度的演化过程,由此确定了二元溶液凝固过程中由凝固区向液态区提供的盐流体积通量随时函数关系。结果表明,柱状羽流体积通量和时间成幂函数关系,幂指数为–1.51±0.18。而在某时刻,柱状羽流体积通量和高度成幂函数关系,幂指数约为2.5。同时,柱状羽流的卷吸率随溶液初始浓度的增加而减小,初始体积通量随初始溶液浓度的增加而减小。

关键词：定向凝固 NH4Cl溶液双扩散对流多孔杂质模式对流体积通量

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东海黑潮与陆架海之间的水交换研究

海洋通报 2016年第2期35卷 178-186页

作者：宋军郭俊如鲍献文牟林李静刘玉龙国家海洋信息中心天津300171 中国海洋大学海洋环境学院山东青岛266100 国家海洋局海洋减灾中心北京100194 上海海洋大学海洋科学学院上海201306

利用三维海洋环流数值模型(Regional Ocean Model System,ROMS)对东中国海海域黑潮流系系统(东中国海黑潮流系)的季节变化和年际变化进行了模拟和研究,给出了东海黑潮流系穿越东海大陆架200 m等深线的体积通量及其变化规律。研究发现,... 详细信息

利用三维海洋环流数值模型(Regional Ocean Model System,ROMS)对东中国海海域黑潮流系系统(东中国海黑潮流系)的季节变化和年际变化进行了模拟和研究,给出了东海黑潮流系穿越东海大陆架200 m等深线的体积通量及其变化规律。研究发现,黑潮的西南段,其主轴位置在春、夏季更加偏东;中间段具有最稳定的流径;而东北段则表现出最大的季节性变化。此外,从月平均结果看,黑潮流系穿越东海大陆架200 m等深线的体积通量,时间上表现为,在夏季减到最小,为0.479 6 Sv(1 Sv≡10~6m^3·s^(-1)),冬季达到最大值,为1.69 Sv;空间上表现为在西南段和中间段较大,而东北段较小。这反映了黑潮水与东中国海大陆架水的水交换区位置,在冬季在向岸方向上离黑潮主轴较远,在夏季离主轴较近。通过对长时间模型结果的时间序列分析,揭示了相对与2000年前,2000年后的黑潮在台湾岛东部水体积通量的季节变化呈现出减弱的趋势。

关键词： ROMS模型东中国海黑潮体积通量水交换

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白令海峡夏季流量的年际变化及其成因

海洋学报 2012年第5期34卷 1-10页

作者：张洋苏洁中国海洋大学教育部物理海洋重点实验室山东青岛266100

白令海峡是连接太平洋和北冰洋的唯一通道,穿过海峡的海水体积通量在年际尺度上的变化主要取决于海峡南北两侧的海面高度差,白令海峡的入流对北冰洋海洋过程有重要的意义。利用SODA资料计算夏季白令海峡海水体积通量,对其年际变化及成... 详细信息

白令海峡是连接太平洋和北冰洋的唯一通道,穿过海峡的海水体积通量在年际尺度上的变化主要取决于海峡南北两侧的海面高度差,白令海峡的入流对北冰洋海洋过程有重要的意义。利用SODA资料计算夏季白令海峡海水体积通量,对其年际变化及成因进行分析。结果表明夏季白令海峡的体积通量主要是正压地转的;当体积通量为正距平时,楚科奇海、东西伯利亚海、拉普捷夫海以及波弗特海南部海面高度为负距平,同时,白令海陆架海面高度为正距平;对这些海域的Ek-man运动、上层海洋温度、盐度和垂直流速进行分析,发现海面高度异常与海峡体积通量的这种关系主要是与海面气压异常分布所产生的Ekman运动有关。当白令海峡的体积通量为正距平时,北冰洋中央海面气压为正距平,白令海海盆海面气压为负距平。这种气压的异常分布在一定程度上解释了上层海洋运动、海水温盐结构与白令海峡入流的关系,从而把夏季大尺度大气环流和白令海峡体积通量的年际变化联系了起来。

关键词：白令海峡体积通量年际变化 Ekman输运

巴伦支海和喀拉海区域海冰变化关键过程及热力响应

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海洋科学进展 2023年第1期41卷 24-39页

作者：谢瑱瑮张瑜陈长胜徐丹亚张晓王宇蓉张艳艳上海海洋大学海洋科学学院上海201306 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 上海海洋大学国际海洋研究中心上海201306 马萨诸塞大学达特茅斯分校海洋科学与技术学院美国马萨诸塞州新贝德福德市02744

巴伦支海和喀拉海区域是北极海冰变化最显著的地区之一,由于该区域海冰厚度和海冰流速观测数据的不完整,对于巴伦支海和喀拉海区域海冰体积时空变化特征的认识还不够完善,对引起该区域海冰变化的关键过程及海冰对热力学因素的响应理解... 详细信息

巴伦支海和喀拉海区域是北极海冰变化最显著的地区之一,由于该区域海冰厚度和海冰流速观测数据的不完整,对于巴伦支海和喀拉海区域海冰体积时空变化特征的认识还不够完善,对引起该区域海冰变化的关键过程及海冰对热力学因素的响应理解也不够清晰。本研究综合利用1991—2019年海冰流速和海冰厚度再分析数据与海冰流速模式数据,定量分析了巴伦支海和喀拉海区域海冰变化的主要贡献来源。结果表明,相较于外部的海冰输运变化,局地海冰变化贡献是该区域海冰总体积变化的关键过程。外部海冰的贡献主要由斯瓦尔巴群岛与北地群岛之间的海冰向外输出增加和内向输入减少共同作用引起。在局地海冰变化中,海冰体积减小主要由喀拉海和巴伦支海北部以及喀拉海南部海冰厚度减小所致。区域内海冰分别和海表温度以及地表气温呈现较为显著的负相关性变化。海冰与海表温度高相关性区域的分布与海表温度增暖较快的区域相一致,春、夏季主要位于巴伦支海,秋、冬季扩大至巴伦支海和喀拉海大部分区域。海冰与地表气温之间的平均相关系数高于与海表温度的相关系数,高相关性区域的分布与海冰厚度减小明显的区域分布相似。

关键词：巴伦支海喀拉海海冰体积通量海表温度地表气温

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白令海峡水交换及其对北极海冰的影响

白令海峡水交换及其对北极海冰的影响

作者：李蔷上海海洋大学

学位级别：硕士

白令海峡南邻白令海,北接楚科奇海,是沟通太平洋和北冰洋的唯一通道。白令海峡的水交换对北冰洋的大气、海洋和海冰系统的显著变化有一定作用。通过白令海峡的水交换是影响北极海冰迅速变化的一个重要因素。研究白令海峡水交换及其对北... 详细信息

白令海峡南邻白令海,北接楚科奇海,是沟通太平洋和北冰洋的唯一通道。白令海峡的水交换对北冰洋的大气、海洋和海冰系统的显著变化有一定作用。通过白令海峡的水交换是影响北极海冰迅速变化的一个重要因素。研究白令海峡水交换及其对北极海冰的影响不仅有助于更好地理解白令海峡水交换的过程,对研究北极海冰及全球气候变化也有重要意义。首先,为了更好得研究白令海峡及其邻近海域水交换的动力机制,基于非结构三角形网格的FVCOM(finite-volume coastal ocean model)海洋数值模式,本文对白令海峡及其邻近海域的潮汐、潮能进行数值模拟研究。模拟结果同验潮站和实测海流资料符合良好,较好地反映了白令海峡及其邻近海域的潮汐、潮流分布特征和运动状况。根据计算结果绘制了主要分潮的同潮图和潮流椭圆图,对该海域潮汐潮流特征进行了系统分析,结果表明:白令海陆架区、白令海峡和楚科奇海主要以M2分潮为主,而在诺顿湾海域以K1分潮为主,M2分潮潮流在白令海陆架东南部及阿纳德尔湾较强,K1分潮潮流在诺顿湾潮流达到最大值。在此基础上,对其潮汐能的传播与耗散进行分析,结果表明研究海域潮能通量较小,主要分潮在研究海域潮能耗散总量约为751 MW,M2潮能耗散占该总量的52%,K1潮能耗散占38%,潮能进入白令海陆架后,M2分潮主要在圣劳伦斯岛以南陆架区耗散,K1分潮主要在诺顿湾海区耗散。其次,对白令海峡东侧水道的海水体积通量及热通量进行研究,把白令海峡东侧水道分成区域1和区域2,分别利用海表面高度异常变化率(?SLA)和海表面风速(330°和340°)构建了海水速度线性方程,并对其相关性进行检验,证明区域1和区域2的速度主要受?SLA的影响,同时330°和340°的风对海水速度也有重要影响,进一步证实了前人的研究。根据估算的海水速度对1999年至2013年白令海峡无冰期(6–10月)穿过白令海峡东侧通道海水的体积通量进行计算。结果表明:东侧水道的体积总通量自2004年开始呈增加的趋势,其中区域1的体积通量占通过海峡东侧水道总量的绝大部分,但是区域2的体积通量比区域1增加得快。与海水速度方程类似,利用海表面温度(GHRSST)和海表面风速(330°和340°)构建了东侧水道海水底层温度的线性方程,对其进行相关性检验,证明海水底层温度受SST、330°和340°风的影响比重相当。把海水热通量分成两部分,底层热通量通过构建的海水底层水温度的线性方程计算,表层热通量利用海表面温度计算得到。估算得到1999—2013年无冰期(6-10月)通过白令海峡东侧水道的海水热通量。结果表明:海水的热通量呈现增加的趋势,2004-2008年和2009-2013年的年平均热通量分别是1999-2003年的1.9和2.3倍。海水热通量的增加,一方面是由白令海温暖的海水造成,另一方面是由于海水体积通量的增加。最后,利用来自美国冰雪数据中心基于SMMR和SMM/I的海冰密集度日平均和月平均数据,对白令海峡及其邻近海域在1979-2015年间海冰范围的变化特征进行分析,结果表明:在过去的三十几年,海冰范围有明显的实质性的变化。白令海和楚科奇海分别属于两个完全不同的大洋,其海冰变化趋势具有区域差异,海冰范围的极端变化趋势出现在楚科奇海域。白令海北部通过显著性检验(p通量具有明显的负相关关系,热通量的增加会造成楚科奇海海冰范围减少,海冰范围减少有利于热通量的增加。海冰范围的变化趋势具有空间差异性,楚科奇海的海冰覆盖范围减少得最明显,白令海峡至白令海北部的圣劳伦斯岛附近减少趋势变缓。圣劳伦斯岛以南,海冰持续期存在一个缓慢增加的趋势。海冰持续期的减少一方面是由海冰破碎期的提前引起的,另一方面是由海冰形成期的推迟。

关键词：白令海峡潮汐潮流数值模拟体积通量热通量海冰

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反渗透过程传质性能研究的进展

应用化工 1987年第2期 5-10页

作者：郭明远张阿慧西北纺织工学院纺化系西安医科大学药学系

随着海水淡化研究而发展起来的反渗透分离技术,已成为一种重要的水处理方法。它已在物质分离、浓缩、提纯、环保等许多领域得到推广应用。反渗透技术各个领域的研究都十分活跃,基础理论之一的反渗透过程传质性能的研究也有了长足的进步... 详细信息

随着海水淡化研究而发展起来的反渗透分离技术,已成为一种重要的水处理方法。它已在物质分离、浓缩、提纯、环保等许多领域得到推广应用。反渗透技术各个领域的研究都十分活跃,基础理论之一的反渗透过程传质性能的研究也有了长足的进步。本文拟对这方面的研究进行初步归纳、探讨。

关键词：反渗透液膜传质系数传质过程传质流化床沸腾床化工机械浓差极化反渗透膜传质速率方程体积通量溶质分子渗透过程传质性能