《氣液固三相接觸線區域熱-質傳遞機理及其調控規律》是依託北京大學，由王昊擔任負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：氣液固三相接觸線區域熱-質傳遞機理及其調控規律
- 項目負責人：王昊
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：重大研究計畫
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
氣液固三相接觸線作為氣-液、液-固、氣-固三個表界面的交匯，是三相共存的極限區域。該區域具有極高的熱質傳遞效率，也很大程度上決定三相體系的穩定性，如何對其進行精確預測和控制套用，是提升多相反應器性能與實現精確控制的突破點之一；該區域特徵液膜厚度在納米尺度連續變化，既不滿足連續介質假設，也不能用離散分子理論描述，是典型的介觀問題，已成為跨學科的研究熱點。本項目針對指南中的科學問題（一）提出申請。主要內容包括：（1）以分子間作用力為基礎，以分離壓理論為橋樑，闡明界面重疊下的微觀力學特性，建立液膜形態模型；（2）分析接觸線區域的傳熱傳質特性，及其與液膜形態的耦合關係，建立接觸線熱質傳遞-液膜形態耦合模型；（3）考慮不同系統的接觸線熱質傳遞問題的共性與劃分，總結提煉各微觀特性及機制競爭的特徵量，建立理論體系以應對實際複雜變化，並總結調控規律。申請人在相關問題上有著深厚的前期研究基礎。
結題摘要
氣液固三相接觸線是多相系統的介觀樞紐，是系統效率及控制精度提升的關鍵。幾十年來源自物理、化學、數學、力學等不同學科背景的各種理論被相繼提出以描述接觸線的物理圖像，爭論持續發散。本項目組摸索解決一系列調製和誤差修正問題，發展出可靠的納米級介尺度液膜表征方法，突破性推進接觸線機理認識。成果發表於高影響力雜誌，尤其被領域奠基學者T. D. Blake（1969年創建著名分子動理論）評價：“This is a very valuable contribution to the debate”。在實驗突破的基礎上，闡明體系控制與最佳化機制，為複雜套用提供關鍵支撐。其中，針對長期以來針對接觸線區域的蒸發換熱計算困難，提出截斷方法，為換熱計算提供切實可行的邊界條件；提出具有普適意義的接觸線晶體生長方法，製備出大大優於目前合成方法的超長鈣鈦礦晶體，相關工作投稿Science；最後，從固液氣體系拓展到液液氣體系，提出“滴水成晶”液面接觸線組裝方法，實現特異形態的自組裝。所取得成果均有極大拓展空間。截至目前發表SCI論文5篇。主要基於該項目成果，負責人獲得2016年優秀青年基金，特此感謝。
