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华北电力大学工程热物理研究中心2020年国家自然科学基金青年基金项目立项喜获佳绩

2020年9月18日,2020年度国家自然科学基金项目评审结果公布,华北电力大学工程热物理研究中心青年教师高淑蓉老师和郑少飞老师喜获国家自然科学基金青年基金项目立项资助。

高淑蓉老师申报的项目题目:“液滴撞击疏水/超疏水冷表面动力学过程和结冰过程的耦合机制及抑制结冰的原理和方法”,项目编号:52006068。项目主要围绕撞击液滴的结冰过程开展实验、模拟和理论研究。项目简介如下:抑制撞击液滴的结冰在实际工程应用领域具有非常重要的意义。目前常用的亲/疏水表面防/除冰方法不能从源头上抑制结冰。利用撞击液滴的反弹特性抑制结冰是一种新思路,能从根本上解决撞击液滴结冰问题。本项目基于这种新思路,重点针对液滴撞击冷表面的动力学过程和结冰过程进行耦合研究,以强化撞击液滴的反弹特性实现抑制结冰为目标,围绕“超疏水/疏水冷表面上弹跳液滴动力学过程和热力学过程的耦合机制及结冰机理”这一科学问题开展研究,通过实验测试、数值模拟和理论分析,建立接触时间、成核时间和再辉时间分别与撞击条件、表面浸润性以及过冷度之间的标度关系,阐明液滴撞击冷表面的动力学过程和结冰过程的耦合作用机制,揭示液滴撞击冷表面的结冰机理,在此基础上,提出降低接触时间、增加成核时间和再辉时间的新方法。本项目的开展能为利用液滴的反弹特性抑制结冰提供理论基础。

郑少飞老师申报的项目题目:“超滑/亲水复合结构表面滴状冷凝强化换热研究”,项目编号:52006064。项目简介如下:作为当前已知具有最高传热效率的传热方式,滴状冷凝传热受到广泛关注。自发现以来,为了实现这一高效换热技术的工业化应用,围绕滴状冷凝的研究已经持续开展了近一个世纪,并且取得了较大进展。近些年来,微纳加工技术和仿生学的快速发展促使研究者们希望设计各式各样的先进功能表面,提高冷凝面液滴成核密度并操控液滴高效刷新,进而达到强化滴状冷凝换热的目的,并逐渐发展成为滴状冷凝领域一个十分活跃和重要的研究方向。然而,滴状冷凝过程中,微纳结构功能表面面临的高过冷度下的失效和低机械稳定性等问题严重阻碍其工业化应用。通过向微纳结构内部灌注润滑油而形成的超滑表面,能有效的克服这些问题并表现出优异的疏液特性,然而又面临着低成核密度的问题。为此,本项目拟开展超滑/亲水复合结构表面强化滴状冷凝换热的基础研究,围绕“超滑/亲水复合结构表面协同提高液滴核化密度和刷新频率对滴状冷凝换热的强化机制”这一科学问题,通过实验测量、理论分析和数值模拟,系统的研究超滑/亲水复合结构表面强化滴状冷凝换热的原理和方法,为工业化应用滴状冷凝这一高效换热技术提供新的思路。

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