一种控制液体产生贝纳德对流的方法
【专利摘要】本发明公开了一种控制液体产生贝纳德对流的方法，包括：将液体注满到反应容器中，密封反应容器，反应容器具有一对导热面，其余各面均不导热，反应容器内部设置有正负极电棒，正负极电棒与脉冲电场发生器电连接；保持脉冲电场发生器的频率值恒定，调节所述反应容器的一对导热面之间的温度差值到计算出的温度差值，即可以得到所述流体的贝纳德对流现象；或保持反应容器的一对导热面的温度恒定，调节脉冲电场发生器的频率值，即可以得到所述流体的贝纳德对流现象。本发明不仅能够有效地减小实验装置的尺寸，达到精确控制，而且克服了以往实验再现性差的弊端，提高了贝纳德对流在气象预测、冻土研究、生物工程【技术领域】以及其他关于领域中研究精度。
【专利说明】一种控制液体产生贝纳德对流的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制流体的方法，尤其是涉及一种控制液体产生贝纳德对流的方法。
【背景技术】
[0002]Benard (贝纳德)对流旨在上板保持恒温，下板均匀加热水平容器中薄层液体，若上下温差超过某一临界值，液体中突现类似蜂房的六边形网格，液体的传热方式由热传导过渡到了对流，每个六角形中心的液体向上流动，边界处液体向下流动。这是对流与抑止因素(黏性和热扩散)竞争的结果。它是液体结构中的一种特殊流体现象。
[0003]该对流现象不仅在日常生活中很常见，而且在自然界中也普遍存在，比如引起天气和气候变化的大气环流，海洋环流等。同时该对流现象也是研究非平衡对流的稳定性及其非线性动力学特性的典型模型之一。
[0004]所以说，从理论上来看，它对耗散系统中非线性现象的精细研究提供理想的模型，并且可以对湍流的发生机理产生进一步认识。从实用的观点来看，大到可以提高人们对海洋、大气中热对流的认识，小到可以利用Benard对流机理发明一些新的技术和成果；比如，清华大学微机电系统工程研究所结合Benard对流机理和分子生物学技术，发明出一微型Benard聚合酶链锁反应晶片。中国科学院冻土工程国家重点实验室基于Benard对流机理，用模型试验、数值模拟和现场的实体试验研究了碎石层具有降低其下地温的作用，并成功应用于冻土工程中。
[0005]有鉴于此，如何有效控制产生贝纳德对流现象成了亟待解决的问题，也提出了许多关于产生贝纳德对流的实验方案，但是实验结果都不很理想。
【发明内容】
[0006]本发明提出了一种控制液体产生贝纳德对流的方法，即电脉冲辅助流体产生贝纳德对流。不仅可以方便的控制贝纳德现象的产生，而且有效的克服了以上所述空间限制等问题。
[0007]本发明提供的技术方案为:
[0008]一种控制液体产生贝纳德对流的方法，包括:
[0009]步骤1、将液体注满到反应容器中，密封所述反应容器，其中，所述反应容器具有一对导热面，其余各面均不导热，所述反应容器内部设置有一正极电棒和一负极电棒，所述正极电棒和所述负极电棒与脉冲电场发生器电连接；
[0010]步骤2、保持所述脉冲电场发生器的输出频率值恒定，根据公式(I)计算出所述反应容器的一对导热面的温度差值，调节所述反应容器的一对导热面之间的温度差值至计算出的温度差值，得到所述流体的贝纳德对流现象；[0011]
【权利要求】
1.一种控制液体产生贝纳德对流的方法，其特征在于，包括: 步骤1、将液体注满到反应容器中，密封所述反应容器，其中，所述反应容器具有一对导热面，其余各面均不导热，所述反应容器内部设置有一正极电棒和一负极电棒，所述正极电棒和所述负极电棒与脉冲电场发生器电连接； 步骤2、保持所述脉冲电场发生器的输出频率值恒定，根据公式(I)计算出所述反应容器的一对导热面的温度差值，调节所述反应容器的一对导热面之间的温度差值至计算出的温度差值，得到所述流体的贝纳德对流现象；
2.如权利要求1所述的控制液体产生贝纳德对流的方法，其特征在于，在步骤2中，若计算出的温度差值大于所述流体的沸点值，则调节所述脉冲电场发生器的输出频率值，直至根据公式(I)计算出的温度差值<所述液体的沸点值。
3.如权利要求1或2所述的控制液体产生贝纳德对流的方法，其特征在于，所述步骤I中，滤除所述液体中的固体残渣后，开始向所述反应容器中注入所述液体，直至所述液体充满所述反应容器。
4.如权利要求1或2所述的控制液体产生贝纳德对流的方法，其特征在于，所述步骤I中，向所述反应容器中缓慢注入所述液体，保证所述液体中没有气泡。
5.一种控制液体产生贝纳德对流的方法，其特征在于，包括: 步骤1、将液体注满到反应容器中，密封所述反应容器，其中，所述反应容器具有一对导热面，其余各面均不导热，所述反应容器内部设置有一正极电棒和一负极电棒，所述正极电棒和所述负极电棒与脉冲电场发生器电连接； 步骤2、保持所述反应容器的一对导热面的温度恒定，且所述反应容器的一对导热面的温度不相等，计算所述反应容器的一对导热面之间的温度差值，将所述温度差值带入公式(O中，计算出频率值，调节所述脉冲电场发生器的输出频率到计算出的频率值，得到所述流体的贝纳德对流现象；
6.如权利要求5所述的控制液体产生贝纳德对流的方法，其特征在于，所述步骤I中，滤除所述液体中的固体残渣后，开始向所述反应容器中注入所述液体，直至所述液体充满所述反应容器。
7.如权利要求5所述的控制液体产生贝纳德对流的方法，其特征在于，所述步骤I中，向所述反应容器中缓慢注入所述液体，保`证所述液体中没有气泡。
【文档编号】F15C1/06GK103821799SQ201410105561
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】齐锦刚, 高勇, 王冰, 赵作福, 王建中, 王家毅, 李扬 申请人:辽宁工业大学