[實(shí)用新型]基于V型結(jié)構(gòu)的自推進(jìn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120400243.6
• 申請(qǐng)日: 2011-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN202332016U
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇亮亮;王力;王暉;余文晶;潘永華;高惠濱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B23/16
• 分類號(hào): G09B23/16
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及的是一種基于萊頓弗羅斯特(Leidenfrost)現(xiàn)象的自推進(jìn)裝置，尤其涉及的是一種基于V型結(jié)構(gòu)的自推進(jìn)裝置。

背景技術(shù)

Leidenfrost現(xiàn)象是一個(gè)經(jīng)典的熱學(xué)現(xiàn)象，即高溫表面與液滴之間產(chǎn)生一層過(guò)熱的蒸汽膜將液滴托起，同時(shí)起到熱絕緣的作用，以致沸液與壁面之間要依靠氣體膜兩側(cè)溫度差傳熱。高溫表面的溫度要超過(guò)相應(yīng)液體的“Leidenfrost溫度”(LT)時(shí)才能發(fā)生這種膜沸騰傳熱。此時(shí)發(fā)生了所謂“Leidenfrost現(xiàn)象”，在酒精液滴與熱金屬板之間形成了一層2mm至3mm的蒸汽層將液滴完全懸浮于金屬板之上。

2006年美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)的研究者們稱把通常Leidenfrost現(xiàn)象中所用的平面金屬板換成鋸齒形表面的金屬板后，發(fā)現(xiàn)水滴在這種金屬板上不再向各個(gè)方向跳來(lái)跳去，而是基本選擇一個(gè)方向跳動(dòng)。

但是如何定量的觀測(cè)水滴在金屬板上的運(yùn)動(dòng)，目前尚無(wú)完善的裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容

實(shí)用新型目的：本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于V型結(jié)構(gòu)的自推進(jìn)裝置，能夠在室溫下穩(wěn)定的產(chǎn)生自推進(jìn)效應(yīng)，并且可以對(duì)這種液體自推進(jìn)效應(yīng)進(jìn)行定量的研究。

技術(shù)方案：本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型包括底板、隔熱底座、傳熱臺(tái)、加熱器和V型槽；其中：隔熱底座設(shè)置于底板上，傳熱臺(tái)位于隔熱底座上，加熱器設(shè)置于傳熱臺(tái)內(nèi)，V型槽設(shè)置于傳熱臺(tái)上。

所述V型槽是橫截面為V型的金屬槽，V型夾角為30°～150°。

所述V型槽為銅制成，V型槽上設(shè)有鍍鉻涂層，可以防止其他溶液與銅表面反應(yīng)而損害V型槽。

所述V型槽的內(nèi)壁沿徑向設(shè)有平行的凸起，凸起能夠使得槽內(nèi)的液體運(yùn)動(dòng)方向一致。

為了使得自推進(jìn)效果較好，所述凸起的橫截面為直角三角形。

所述直角三角形與V型槽的內(nèi)壁垂直的直角邊為0.2～0.3mm，另一直角邊為1.0～1.5mm。

所述底板上設(shè)有高低調(diào)節(jié)裝置，可以保持裝置的水平或使V型槽的運(yùn)動(dòng)軌道保持一定的角度。

所述加熱器上設(shè)有熱偶溫度計(jì)，可以讓裝置保持溫度穩(wěn)定。

有益效果：本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型通過(guò)較大功率加熱器可在室溫條件下短時(shí)間內(nèi)達(dá)到試驗(yàn)溫度，從而使液體可獲得穩(wěn)定的自推進(jìn)現(xiàn)象；裝置接觸面進(jìn)行了鍍鉻處理避免了其他溶液與銅表面反應(yīng)而損害表面；V型結(jié)構(gòu)相較于傳統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)而言有效提高了液滴自推進(jìn)過(guò)程中的穩(wěn)定性、降低了液滴的轉(zhuǎn)變溫度同時(shí)在自推進(jìn)現(xiàn)象中的穩(wěn)定運(yùn)行速度大幅提升。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是凸起的局部示意圖；

圖3是蒸汽在凸起上的運(yùn)動(dòng)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

如圖1所示，本實(shí)施例包括底板1、隔熱底座2、傳熱臺(tái)3、加熱器4和V型槽5；其中：隔熱底座2設(shè)置在底板1上，傳熱臺(tái)3位于隔熱底座2上，加熱器4設(shè)置于傳熱臺(tái)3內(nèi)，V型槽5設(shè)置于傳熱臺(tái)3上，加熱器4上設(shè)有熱偶溫度計(jì)，可以讓裝置保持溫度穩(wěn)定，底板1上設(shè)有高低調(diào)節(jié)裝置6，可以保持裝置的水平或使V型槽5的運(yùn)動(dòng)軌道保持一定的角度。

V型槽5是橫截面為V型的金屬槽，V型槽5由兩個(gè)厚度為5mm，長(zhǎng)度29.6cm，寬度3.0cm的銅板拼接成V型，兩個(gè)銅板的夾角為90°，銅板的厚度足可以保證高溫下不易變形。

V型槽5為銅制成，V型槽5上設(shè)有鍍鉻涂層，可以防止其他溶液與銅表面反應(yīng)而損害V型槽5。

如圖2所示，V型槽5的內(nèi)壁沿徑向設(shè)有平行的凸起7，凸起7結(jié)構(gòu)能夠使得槽內(nèi)的液體運(yùn)動(dòng)方向一致，凸起7的橫截面為直角三角形。

直角三角形與V型槽5的內(nèi)壁垂直的直角邊d為0.3mm，另一直角邊s為1.5mm。