短时微重力火箭空间传质实验平台开发及地面传质过程研究

来源 :中国科学院力学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sdiansean
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
当溶液中组分分布不均匀时就会发生扩散,即由扩散引起的质量传输。在二元溶液中,扩散引起的质量流与浓度梯度的比值和扩散系数成正比。在通常的重力环境中,对流和沉降会对这种传质过程产生重要的干扰。即在重力条件下,传质过程不是单因素地由浓度梯度决定,对流和沉降都会对传质做出贡献。所以在微重力条件下,研究扩散传质就显得十分必要。只有在微重力条件下,才可能单因素地研究由于溶液中不同组分浓度梯度引起的物质传输的过程。扩散系数的精确测量,对于基础理论研究和生产实践都具有非常重要的作用。   本文通过Mach-Zehnder光学干涉技术的应用,开发了一套用于空间实验测量传质系数的平台。该平台通过液池对接系统、光学测量系统、图像采集系统以及电路控制系统的配合协调,可以在无人操作的环境下独立工作,并能够实现对于整个扩散过程的实时监控与图像数据记录。应用搭建的空间平台,本文在地面针对二元溶液(纯水/葡萄糖溶液)开展了不同方式的传质过程实验研究,分别设计了浮力对流传质过程模型和有重力分层的传质过程模型。实验通过Mach-Zehnder干涉测量系统实时的监控传质过程,并记录两种组分溶液扩散过程干涉条纹的变化,为今后的空间实验积累经验、提供可参考和对比的地面实验数据,探讨对流和沉降对扩散传质过程的影响,深入认识纯粹由浓度不同造成扩散的特征。通过定量的分析传质过程的浓度在空间和时间的分布,可以推导计算出重力条件下葡萄糖溶液和纯水之间的扩散系数,通过与空间结果的对比也可以看出重力所产生的影响,对理论分析和生产实践提供可参考的数据。
其他文献
浸入边界法(Immersed Boundary Method)是计算流体力学中求解具有复杂、移动边界流动问题的一类有效途径,该方法在笛卡尔坐标系上离散求解流体控制方程,并通过在控制方程中添加
学位
轻型直流输电克服了常规直流输电的固有缺陷,具有提高交流系统稳定性、降低系统损耗、事故后快速恢复、便于电力交易等功能。换流器的主电路拓扑关系到系统的运行特性和电压、
血栓形成(thrombosis)是多种血管阻塞性疾病的重要病理学过程,其结果导致局部组织的缺血性坏死,严重危害人类身体健康。血小板在受伤血管壁表面的滚动粘附过程是血栓形成的重要环
疲劳裂纹扩展及其扩展速率的研究具有重要的理论价值和广泛的工程应用背景,特别是随机载荷下疲劳裂纹扩展问题。   许忠勇在上个世纪90年代提出了考虑惯性效应的疲劳裂纹扩
波动注水技术是将波源振动以水力振荡波的形式将载荷作用于地层,从而改善地层渗流条件、解除地层堵塞、提高地层渗透率,实现水井降压增注的目的。本文应用Biot理论模拟了水力振
变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施。变电站的数字通信网络是电力系统自动化的重要组成部分。IEC61850是为适应智能变电站的
酚醛树脂是使用较广的一类高温烧蚀材料,广泛应用在飞行器再入过程热防护中,其热解速率常数是研究高速飞行器烧蚀流场的重要物理化学参数,气相热解初产物分布是建立烧蚀流场高温
学位
加快雅砻江流域梯级电站的开发,符合西部大开发的要求,对实现国家优化能源配置、“西电东送”战略的实施、促进东西部地区经济共同发展具有重要的意义。 本文基于国家电力市
结构系统的易损性研究已成为近年来土木工程安全性领域的热点。突发事件中部分元件丧失承载力或结点损坏可导致结构体系的内力与变形重分布。新的失效构件可能在重分布过程中
随着社会的发展与生活水平的提高,对供电可靠性和电能质量的要求也随之提高。作为电力系统重要组成部分的配电系统,直接面向着终端用户,它的完善与否直接关系着广大用户的用电可