施明恒論文集

前言

在這碩果累累的金秋時(shí)節(jié)，新中國(guó)六十周年大慶之際，迎來了恩師施明恒先生七十華誕。先生在工程熱物理學(xué)界享有盛譽(yù)，是我國(guó)該領(lǐng)域最重要的科學(xué)家之一，更是三尺講臺(tái)的辛勤耕耘者。值此先生七十華誕之際，由先生的學(xué)生們發(fā)起，整理并出版了這本學(xué)術(shù)論文集作為獻(xiàn)給先生的微薄禮物，也借以獻(xiàn)給工程熱物理學(xué)界同仁。文集精選了先生在多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)、沸騰與相變換熱、流化床傳熱傳質(zhì)和工程傳熱問題四個(gè)方面代表性的學(xué)術(shù)論文97篇，基本上反映了先生40余載在科學(xué)研究上所取得的學(xué)術(shù)成就和主要貢獻(xiàn)。瀏覽文集的目錄可以看出，先生的科學(xué)研究始終立足于國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)最前沿，研讀這些論文可以感受到先生在科學(xué)研究上不斷進(jìn)取、勇于開拓的創(chuàng)新精神和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，感受到先生寬以待人、甘為人梯的高尚品德。本文集的出版，既是對(duì)先生40余載學(xué)術(shù)生涯的回顧和紀(jì)念，也惠及我等后輩，使我們不僅從中學(xué)到知識(shí)，更可以受到崇高科學(xué)精神的熏陶！施明恒先生是我國(guó)20世紀(jì)60年代實(shí)施正規(guī)研究生教育后的首批研究生。20世紀(jì)80年代初作為我國(guó)改革開放后的首批訪問學(xué)者去美國(guó)里海大學(xué)化學(xué)工程系進(jìn)修兩年，1987年特批為教授，1990年由國(guó)務(wù)院學(xué)位辦批準(zhǔn)為熱能工程專業(yè)博士生導(dǎo)師，1992年起享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼。先生曾任國(guó)家教育委員會(huì)工程熱物理專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員、中國(guó)工程熱物理學(xué)會(huì)理事兼?zhèn)鳠醾髻|(zhì)分會(huì)副主任、全國(guó)高等學(xué)校熱能工程專業(yè)協(xié)作委員會(huì)主任委員、江蘇省工程熱物理學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、國(guó)家自然科學(xué)基金學(xué)科評(píng)議組成員、東南大學(xué)動(dòng)力系副主任、工程熱物理研究所所長(zhǎng)、國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)審專家以及多個(gè)國(guó)內(nèi)著名學(xué)術(shù)刊物的特邀編輯和編委。施明恒先生幾十年如一日，勤奮治學(xué)，勇于探索，他的科學(xué)研究活動(dòng)幾乎涉及工程熱物理學(xué)的整個(gè)領(lǐng)域，在不可逆過程熱力學(xué)和傳熱傳質(zhì)學(xué)研究方面作出了非常重要并為學(xué)界公認(rèn)的突出貢獻(xiàn)。他獨(dú)立發(fā)展了液體沸騰換熱的熱力學(xué)分析方法，提出了目前公認(rèn)的泡狀沸騰換熱的對(duì)流汽化機(jī)理和固體顆粒強(qiáng)化沸騰換熱的擬沸騰模型；率先開展了不可逆過程熱力學(xué)在熱質(zhì)遷移方面的應(yīng)用研究，提出了一個(gè)新的反映熱質(zhì)傳遞交叉效應(yīng)的干擾準(zhǔn)則；在多孔介質(zhì)熱濕遷移理論、分形多孔介質(zhì)遷移特性、新型快速干燥理論與技術(shù)等方面都有深入系統(tǒng)的研究并取得重要?jiǎng)?chuàng)新成果。他參與研究開發(fā)的“小型氦制冷機(jī)”獲1978年全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)，“液滴沖擊壁面時(shí)的傳熱傳質(zhì)機(jī)理”和“多孔介質(zhì)中對(duì)流和相變換熱”分別獲國(guó)家教育委員會(huì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，“微波冷凍干燥的傳熱傳質(zhì)機(jī)理”獲教育部自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。先后發(fā)表“液體泡狀沸騰的研究”“不可逆過程熱力學(xué)在多孔介質(zhì)熱質(zhì)遷移中的應(yīng)用”等有重要影響和學(xué)術(shù)價(jià)值的學(xué)術(shù)論文250多篇，著有《沸騰與凝結(jié)》、《工程熱力學(xué)》、《熱工實(shí)驗(yàn)的原理與技術(shù)》和《可再生能源概論》4部著作。

內(nèi)容概要

　　《施明恒論文集》是東南大學(xué)施明恒教授從教40多年來發(fā)表的部分有代表性的科研論文。論文包含了他在多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)、沸騰與相變換熱、流化床傳熱傳質(zhì)、工程傳熱問題等4個(gè)方面各發(fā)展時(shí)期所做的深入和前瞻性的研究，從一個(gè)側(cè)面反映了我國(guó)在傳熱傳質(zhì)領(lǐng)域科技的進(jìn)步和發(fā)展，是動(dòng)力工程與工程熱物理學(xué)科領(lǐng)域的重要研究成果。論文對(duì)深入研究傳熱傳質(zhì)過程相關(guān)的機(jī)理、模型、方法等方面具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值?！　”菊撐募瘜?duì)高等學(xué)校及研究機(jī)構(gòu)有關(guān)領(lǐng)域的科研人員、教師、學(xué)生和工程技術(shù)人員都有很好的借鑒和參考價(jià)值。

書籍目錄

第一部分 多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)1.不平衡熱力學(xué)在熱、質(zhì)輸運(yùn)中的應(yīng)用2.毛細(xì)多孔介質(zhì)中發(fā)生高強(qiáng)度熱質(zhì)交換時(shí)的微分方程組3.聚氨酯泡沫塑料的導(dǎo)熱系數(shù)和熱老化機(jī)理4.多孔介質(zhì)傳熱傳質(zhì)研究的進(jìn)展與展望5.Investigation on moisture transfer mechanism in porous media during rapid drying process6.Determination of permeability using fractal method for porous media7.利用分形方法確定聚氨酯泡沫塑料的有效導(dǎo)熱系數(shù)8.多孔介質(zhì)導(dǎo)熱的分形模型9.多孔介質(zhì)微波冷凍干燥的升華-冷凝理論10.離心力場(chǎng)作用下多孔介質(zhì)中強(qiáng)制對(duì)流換熱的研究11.Experimental investigation on heat,moisture and salt transfer in soil12.Study of heat and moisture migration properties in porous building materials13.Modeling of heat and mass transfer in unsaturated wet porous media with consideration of capillary hysteresis14.測(cè)量含濕多孔介質(zhì)局部含濕量的針型電容法15.太陽輻照條件下土壤內(nèi)溫濕度場(chǎng)的動(dòng)態(tài)模擬16.太陽輻照、大氣對(duì)流下未飽和土壤中熱質(zhì)遷移過程的實(shí)時(shí)仿真研究17.分形多孔介質(zhì)的粒子擴(kuò)散特點(diǎn)(Ⅰ)18.被干燥多孔物料中孔隙大小及分布的探討19.顆粒表面料層干燥機(jī)理20.含內(nèi)熱源可燃多孔介質(zhì)熱量傳遞及影響因素分析21.多孔介質(zhì)熱導(dǎo)率的數(shù)值計(jì)算22.Experimental study on shrinkage and rehydration of seed during drying process23.Investigation on drying characteristic of medical pill using microwave-convective drying24.有限存貯空間內(nèi)可燃多孔介質(zhì)流動(dòng)和傳熱的研究25.Role of surface roughness characterized by fractal geometry on laminar flow in microchannels第二部分 沸騰與相變換熱1.液體泡狀沸騰放熱的研究2.Behavior of a liquid droplet impinging on a solid surface3.運(yùn)動(dòng)液滴的LEIDENFROST現(xiàn)象4.過熱液體中汽化成核過程的研究5.低溫液體泡狀沸騰換熱的準(zhǔn)則方程6.沖擊液滴的泡狀沸騰換熱7.單個(gè)液滴碰擊表面時(shí)的流體動(dòng)力學(xué)特性8.多孔物料床中沸騰強(qiáng)化的極限熱流密度和臨界熱流密度9.池內(nèi)泡狀沸騰的管束效應(yīng)10.Analysis on hysteresis in nucleate pool boiling heat transfer11.Dynamic behavior and heat transfer of a liquid droplet impinging on a solid surface12.Study on boiling heat transfer in liquid saturated particle bed and fluidized bed13.Study on pool boiling heat transfer of llano-particle suspensions on plate surface14.Investigation on steam condensation front propagation in porous media15.A molecular dynamics simulation of bubble nucleation in liquid and with heated surface16.泡狀沸騰時(shí)的壁面熱物性效應(yīng)17.固體顆粒強(qiáng)化液體沸騰換熱和抗垢特性的研究18.固體顆粒對(duì)池沸騰換熱表面上結(jié)垢影響的機(jī)理分析19.納米顆粒懸浮液池內(nèi)泡狀沸騰的實(shí)驗(yàn)研究20.凍干過程熱質(zhì)耦合效應(yīng)的數(shù)值計(jì)算21.Hydrodynamics and heat transfer characteristics of fluidized particles in nucleate pool boiling22.加熱方式對(duì)真空冷凍干燥過程的影響23.The effects of sublimation-condensation region on heat and mass transfer during microwave freeze drying24.Close-contact melting in a spherical enclosure25.固體PCM在熱球體外表面上接觸融解時(shí)液膜厚度變化規(guī)律的研究26.微波冷凍干燥過程中光纖測(cè)溫技術(shù)的研究27.泡沫金屬內(nèi)流體凍結(jié)相變的傳熱過程28.生物組織凍結(jié)相變過程的數(shù)值模擬29.Study on flow and heat transfer characteristics of heat pipe with axial“Ω”-shaped microgrooves30.應(yīng)用Duhamel定理確定固體界面上的瞬時(shí)熱流密度31.微通道冷凝研究的進(jìn)展與展望32.相變微膠囊功能流體融化狀態(tài)的數(shù)值模擬33.Three-dimensional numerical simulation for annular condensation in rectangular microchannels第三部分 流化床傳熱傳質(zhì)1.水平埋管在流化床稀相中的傳熱研究2.Heat transfer to horizontal tube and tube bundle in freeboard region of gas fluidized bed3.流化床稀相中水平管束的傳熱特性4.Investigation on the incipient fluidization and heat transfer in a centrifugal fluidized bed dryer5.Experimental investigation of the heat and mass transfer in a centrifugal fluidized bed dryer6.Numerical simulation of particle trajectory in the free board region of a centrifugal fluidized bed7.離心流化床中氣固傳熱特性的實(shí)驗(yàn)研究8.Determination of marginally stable zone of gas-solid magnetically fluidized beds9.用波動(dòng)理論確定氣固磁流化床的臨界穩(wěn)定區(qū)10.離心流化床中強(qiáng)制對(duì)流換熱的實(shí)驗(yàn)研究第四部分 工程傳熱問題1.Numerical simulation of the performance of a capillary thermal driven ejector refrigerator2.Study on water transport in PEM of a direct methanol fuel cell3.毛細(xì)驅(qū)動(dòng)蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)的研究4.熱管噴射式空調(diào)系統(tǒng)中噴射器的研究5.Numerical simulation of the temperature proffles Of the normal and malignant female breast6.Numerical simulation of the performance of an absorption heat transformer7.太陽能液體除濕空調(diào)系統(tǒng)再生和蓄能特性的研究8.直接甲醇燃料電池質(zhì)子交換膜內(nèi)兩相逆流的研究9.Numerical simulation of the performanee of a solar-earth SOLIrce heat pump system10.Numerical study on dehumidifying process in falling film dehumiditier11.帶有透明蜂窩太陽房的模擬計(jì)算12.恒熱流豎壁層流降膜換熱特性研究13.下降液膜層流換熱發(fā)展段中的積分分析14.節(jié)能型生態(tài)住宅冬季供暖系統(tǒng)性能的數(shù)值模擬15.太陽能驅(qū)動(dòng)第二類吸收式熱泵的模擬研究16.太陽能液體除濕空調(diào)系統(tǒng)中除濕器形式的選擇17.秸稈類生物質(zhì)熱解特性及其動(dòng)力學(xué)研究18.蓄能型溶液除濕蒸發(fā)冷卻空調(diào)系統(tǒng)中除濕器研究19.直接甲醇燃料電池雙極板冷卻通道的熱設(shè)計(jì)20.對(duì)流邊界條件下豎板降膜除濕過程中傳熱傳質(zhì)的數(shù)值模擬21.1.x級(jí)LiBr吸收式制冷循環(huán)性能分析22.泡沫鋁翅片傳熱和流動(dòng)特性的實(shí)驗(yàn)研究23.直接甲醇燃料電池陽極流道兩相流動(dòng)的擬沸騰模型(I)流動(dòng)壓力降的計(jì)算24.新型分形樹狀冷卻通道流動(dòng)特性的研究25.微流動(dòng)細(xì)胞顆粒中介電泳力的分析26.雙效氨水吸收式制冷循環(huán)的性能27.基于線熱源理論的垂直U型埋管換熱器傳熱模型的研究28.單室火災(zāi)煙氣運(yùn)動(dòng)的雙層區(qū)域模擬29.房間空調(diào)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的分析

章節(jié)摘錄

插圖：摘要：利用不可逆過程熱力學(xué)理論，建立了凍干過程熱質(zhì)耦合的熱力學(xué)模型。對(duì)一維物體進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，討論了溫度梯度對(duì)傳熱傳質(zhì)產(chǎn)生的交叉效應(yīng)。計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值能較好地符合。前言冷凍干燥是生物制品、藥品和食品和一種優(yōu)質(zhì)干燥方法，在生產(chǎn)和生活中具有重要的應(yīng)用。由于凍干過程涉及到在多孔介質(zhì)中流體的流動(dòng)、傳熱和傳質(zhì)等復(fù)雜現(xiàn)象，特別是它們之間的相互耦合效應(yīng)，使得凍干過程的理論研究產(chǎn)生了巨大的困難，凍干過程的物理機(jī)制和傳熱、傳質(zhì)的基本規(guī)律至今尚未了解得很清楚。雖然，近三十年來，已提出了一系列的凍干模型，但是它們或者帶有較大的經(jīng)驗(yàn)性，或者其物理概念不甚清楚。文獻(xiàn)提出的多孔介質(zhì)輸運(yùn)的不可逆過程熱力學(xué)模型，雖然比較全面地考慮了傳熱、傳質(zhì)和動(dòng)量遷移的三種過程，為冷凍干燥機(jī)理的研究提供了一條較好的途徑。但是在具體應(yīng)用到凍干過程時(shí)，還缺乏能反映過程物理機(jī)制的變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式和合適的傳熱質(zhì)邊界條件。文獻(xiàn)在作了一系列簡(jiǎn)化后忽略熱質(zhì)遷移之間的耦合效應(yīng)得到了一維凍干的精確解，但結(jié)果與實(shí)際有較大的差距。本文根據(jù)作者發(fā)展的凍干過程熱力學(xué)模型，著重對(duì)凍干過程中傳熱傳質(zhì)耦合效應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，其結(jié)果有助于人們對(duì)凍干過程熱質(zhì)遷移物理機(jī)理的認(rèn)識(shí)。凍干過程熱質(zhì)耦合的物理數(shù)學(xué)模型本文研究的一維凍干過程的物理模型如圖1所示。凍干試樣為一維的，側(cè)面絕熱。底面受恒流加熱，上表面受環(huán)境的輻射加熱。升華后水蒸汽從上表面排出，冷凍干燥從上表面開始逐漸向下推進(jìn)。在凍干過程開始不久，樣品中就出現(xiàn)明顯的干區(qū)和凍區(qū)，它們?yōu)橐簧A界面所分開。升華界面是一個(gè)移動(dòng)界面，其厚度為零，冰晶升華就發(fā)生在這一升華面上。干區(qū)只有固體骨架，是典型的多孔介質(zhì)。水蒸汽通過濃度擴(kuò)散和Darcy流動(dòng)從多孔介質(zhì)中排出。

編輯推薦

《施明恒論文集》：施明恒，1939年11月生，江蘇常熟人1957－1962年南京工學(xué)院動(dòng)力系工業(yè)熱工專業(yè)1962－1965年南京工學(xué)院動(dòng)力系工程熱物理專業(yè)研究生1966年5月  南京工學(xué)院助教1979年  南京工學(xué)院講師1981－1983年美國(guó)里海大學(xué)化工系訪問學(xué)者1985－1987年南京工學(xué)院副教授，動(dòng)力工程系副主任1987－1990年東南大學(xué)教授，動(dòng)力工程系副主任1990年  東南大學(xué)熱能工程博士生導(dǎo)師1994年  英國(guó)愛丁堡大學(xué)化工系訪問教授1990年－  東南大學(xué)工程熱物理研究所所長(zhǎng)主要兼職國(guó)家自然科學(xué)基金委學(xué)科評(píng)審組成員中國(guó)工程熱物理學(xué)會(huì)理事兼?zhèn)鳠醾髻|(zhì)分會(huì)副主任江蘇省工程熱物理學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)

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