第1章　導(dǎo)論

1.1　超重力技術(shù)的基本概念

自20世紀(jì)60年代以來，空間技術(shù)的迅速發(fā)展給人類提供了開發(fā)利用空間環(huán)境的需要和條件。在地面上，自然界的很多規(guī)律都受到地球重力場的作用和限制。作為兩種極端的物理?xiàng)l件——微重力環(huán)境和超重力環(huán)境，為物理學(xué)、生物學(xué)、流體力學(xué)、化學(xué)、化學(xué)工程學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)等學(xué)科的研究開辟了新的天地，為科學(xué)的發(fā)展注入了新的活力，同時(shí)也孕育了新學(xué)科和新技術(shù)的誕生，使人們可以突破地球重力場的限制，創(chuàng)造出更多的新技術(shù)，造福人類。隨著空間技術(shù)的發(fā)展，微重力科學(xué)與技術(shù)已成為人們科學(xué)研究的熱點(diǎn)，超重力科學(xué)與技術(shù)亦引起了人們的廣泛關(guān)注，并已在工業(yè)中得到了應(yīng)用。

所謂超重力是指加速度高于地球重力加速度（9.8m/s2）的環(huán)境下，物質(zhì)所受到的力（包括引力或排斥力）。研究超重力環(huán)境下的物理和化學(xué)變化過程的科學(xué)稱為超重力科學(xué)。利用超重力科學(xué)原理而創(chuàng)制的應(yīng)用技術(shù)稱為超重力技術(shù)。超重力科學(xué)技術(shù)作為一種高新科技，在工業(yè)上有重大的應(yīng)用前景。在超重力環(huán)境下，不同大小分子間的分子擴(kuò)散和相間傳質(zhì)過程均比常規(guī)重力場下的要快得多，氣液、液液、液固兩相在比地球重力場大百倍至千倍的超重力環(huán)境下的多孔介質(zhì)或孔道中產(chǎn)生流動接觸，巨大的剪切力將液體撕裂成微米至納米級的液膜、液絲和液滴，產(chǎn)生巨大的和快速更新的相界面，使相間傳質(zhì)速率比在傳統(tǒng)的塔器中的提高1～3個(gè)數(shù)量級，微觀分子混合和傳質(zhì)過程得到極大強(qiáng)化。同時(shí)，在超重力條件下，液泛速度提高，氣體的線速度也得到大幅度提高，這使單位設(shè)備體積的生產(chǎn)效率得到1～2個(gè)數(shù)量級的提高，時(shí)空效率提高千～萬倍量級。