水平横管降膜蒸发强制对流实验研究及传质影响

需积分: 8 0 下载量 45 浏览量 更新于2024-08-12 收藏 779KB PDF 举报
“水平管降膜蒸发中强迫对流传质过程实验研究 (2011年)” 本文是一篇关于工程技术领域的论文,主要探讨了在水平横管束降膜吸收器中,溴化锂溶液的自然对流和强迫对流传质现象。研究在常压和负压条件下进行,重点关注了传质系数的变化以及溶液表面对流状态的影响。实验基于惠特曼提出的“双膜”理论模型,通过实验数据的分析,以图表形式直观展示了传质系数与压力、溶液表面流态的关系。 在水平横管降膜蒸发过程中,溶液从布液器均匀分布在第一排管束上,形成薄膜向下流至第二排管束。这种设计优化了传热效果,缩短了流体与传热面的接触时间,降低了压降,因此在实际应用中较为常见。然而,对于传热传质性能的研究,尤其是在不同工作条件下的溶液传热传质系数的测量,仍然是一个重要的研究领域。 Arzoz的研究指出,在斜面上,溴化锂溶液的扰动液柱流动和膜状流动比液滴流动时,其吸水能力更强,从而揭示了流动状态对传质效率的影响。Hoffman则通过研究表面活性剂,得出结论:随着溶液流量和雷诺数的增加,传热系数会随之增加。王长庆的工作则深入分析了吸收压力和溶液浓度对传质性能的效应。 在本文中,作者白彧、梅宁和张书超通过实验观察到,强迫对流能够显著提高传质系数,这在环保型的溴化锂溶液降膜吸收式制冷系统中具有重要意义。该系统的无污染特性、安全性和高效能使其在制冷技术领域具有广阔的应用前景。通过对比自然对流和强迫对流下的实验结果,研究者得出结论,优化流体动力条件可以有效提升传质效率,这对于设计更高效的吸收式制冷设备具有指导作用。 此外,该研究还得到了国家自然科学基金的支持,表明这一课题在学术界和工业界都受到了重视。通过对实验数据的深度解析,论文为理解溴化锂溶液在水平管束中的传质行为提供了新的见解,为后续的理论建模和设备设计提供了实证依据。作者简介中提到的白彧和梅宁,分别作为硕士生和教授,他们的主要研究方向涵盖了传热传质和相关机械工程领域,这表明他们在该主题上有深厚的学术背景和专业素养。 这篇论文通过实验研究了水平管降膜蒸发中的对流传质过程,特别是强迫对流对传质性能的影响,为溴化锂溶液在吸收式制冷系统中的应用提供了有价值的参考。其研究成果不仅有助于优化现有设备,还有可能启发新的设计思路,推动制冷技术的进步。

总结一下下面这段话“目前的薄膜封装材料以氧化物薄膜为主,金属与氧原子在分子结构中存在稳定的二元键,导致其宏观具有较高的杨氏模量,通常认为致密的氧化物薄膜在柔韧性方面会表现不佳,即随着薄膜的密度和厚度的增加,薄膜将更趋于刚性化。这一难题一直困扰着柔性薄膜封装的研究,阻碍了可穿戴设备的实用化。美国布朗大学Lambert Ben Freund教授早在上世纪90年代在《Dynamic Fracture Mechanics 》(1990,Cambridge University Press)一书中提出了“利用薄膜内部缺陷,通过调控薄膜的组分和结构,可以获得致密弹性体”的设想,但限于当时实验手段,具有“弹性的致密氧化物”仍未能实现。申请人团队在2022年发表在Soft matter期刊的工作,证实了Freund教授的设想,利用预弯折方法消除薄膜内部残余应力,从而增强薄膜机械性能,证明了消除原子层沉积薄膜存在的内部缺陷是提升柔韧性的关键因素。但是预弯折方法需要采用模具对衬底进行固定,在规模化生产中这种方法很难实际应用。利用原子层沉积多步短脉冲可以调制同层组分的工作,给予我们很大的启发。本项目中我们大胆提出了“组分剪裁工艺”。通过前体分压的调整和衬底表面反应饱和度的匹配,利用长链前体空间位阻效应的自限性质引入短链前体组分,实现了在原子水平上在层内对薄膜组分的原位控制,将提高薄膜的致密性同时改善薄膜的柔韧性。建立薄膜水汽透过率性能和弯折后应力分布的物理模型,最终将实现0.5mm绕度弯折半径的薄膜封装,为可穿戴电子产品的超柔性薄膜封装技术奠定科学基础。”

2023-02-20 上传