第1章　导论

1.1　超重力技术的基本概念

自20世纪60年代以来，空间技术的迅速发展给人类提供了开发利用空间环境的需要和条件。在地面上，自然界的很多规律都受到地球重力场的作用和限制。作为两种极端的物理条件——微重力环境和超重力环境，为物理学、生物学、流体力学、化学、化学工程学、材料科学、生命科学等学科的研究开辟了新的天地，为科学的发展注入了新的活力，同时也孕育了新学科和新技术的诞生，使人们可以突破地球重力场的限制，创造出更多的新技术，造福人类。随着空间技术的发展，微重力科学与技术已成为人们科学研究的热点，超重力科学与技术亦引起了人们的广泛关注，并已在工业中得到了应用。

所谓超重力是指加速度高于地球重力加速度（9.8m/s2）的环境下，物质所受到的力（包括引力或排斥力）。研究超重力环境下的物理和化学变化过程的科学称为超重力科学。利用超重力科学原理而创制的应用技术称为超重力技术。超重力科学技术作为一种高新科技，在工业上有重大的应用前景。在超重力环境下，不同大小分子间的分子扩散和相间传质过程均比常规重力场下的要快得多，气液、液液、液固两相在比地球重力场大百倍至千倍的超重力环境下的多孔介质或孔道中产生流动接触，巨大的剪切力将液体撕裂成微米至纳米级的液膜、液丝和液滴，产生巨大的和快速更新的相界面，使相间传质速率比在传统的塔器中的提高1～3个数量级，微观分子混合和传质过程得到极大强化。同时，在超重力条件下，液泛速度提高，气体的线速度也得到大幅度提高，这使单位设备体积的生产效率得到1～2个数量级的提高，时空效率提高千～万倍量级。