小樣品低溫快速冷卻的動(dòng)態(tài)導(dǎo)熱特性研究.pdf

1、傳熱是自然界中極為普遍的現(xiàn)象。近百年來(lái)，人們利用傳統(tǒng)的傅立葉導(dǎo)熱定律成功地解決了大部分實(shí)際的導(dǎo)熱問題。但是隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，尺度(空間、時(shí)間)的微小化和外部作用的極端化，使得傳統(tǒng)的導(dǎo)熱定律不能準(zhǔn)確地描述這類導(dǎo)熱問題。小樣品的超快速冷卻是一種典型的微小時(shí)間內(nèi)微小尺寸下的導(dǎo)熱問題。 本文分別從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面討論了小樣品在過冷液氮中冷卻時(shí)動(dòng)態(tài)導(dǎo)熱特性，具體工作如下： 1、本文利用單相滯后導(dǎo)熱模型討論了亞音速、跨音速和超音速

2、時(shí)小樣品在過冷液氮中冷卻時(shí)溫度場(chǎng)的分布情況以及冷卻速率與熱馬赫數(shù)的關(guān)系； 2、本文利用雙相滯后導(dǎo)熱模型討論了亞音速時(shí)小樣品在過冷液氮中冷卻時(shí)溫度場(chǎng)的分布情況，并把兩種模型的計(jì)算結(jié)果加以比較，發(fā)現(xiàn)兩種導(dǎo)熱模型在討論小樣品在過冷液氮中超快速冷卻時(shí)的動(dòng)態(tài)導(dǎo)熱特性得到的結(jié)論基本一致，但前者相對(duì)簡(jiǎn)單，后者在定量上更加精確； 3、本文研制的實(shí)驗(yàn)用彈射裝置采用彈射系統(tǒng)與沉浸系統(tǒng)分開設(shè)計(jì)，既實(shí)現(xiàn)了較寬范圍彈射速度的無(wú)級(jí)調(diào)速，樣品的彈射速

3、度可以達(dá)到6m/s左右；又很好地減小了小樣品在沉浸過程中的晃動(dòng)，有利于保持小樣品沉浸速度的穩(wěn)定； 4、建立了小樣品在過冷液氮中超快速冷卻的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，制取了各種過冷度的液氮和接近三相點(diǎn)溫度的泥氮； 5、建立了小樣品在過冷液氮中冷卻時(shí)的溫度和速度的計(jì)算機(jī)測(cè)量和控制系統(tǒng)：各單元能在計(jì)算機(jī)的調(diào)控下完成彈射器的彈射觸發(fā)控制、小樣品在過冷液氮中的沉浸速度和溫度測(cè)量； 6、本文系統(tǒng)地、定量地討論了小樣品在不同沉浸速度、不同過冷