电场作用下锥翅表面强化池沸腾换热的介观数值方法

采用耦合电场模型的相变格子Boltzmann模型,数值研究了电场作用下锥翅结构表面的饱和池沸腾换热.为了定量分析电场对锥翅结构表面沸腾换热影响的机理,首先在无电场作用下对比调查了平滑表面和锥翅表面的沸腾换热现象.发现锥翅结构在核态沸腾阶段有更多的成核点,沸腾换热性能增强,临界热流密度(critical heat flux,CHF)提高.而在过渡沸腾阶段以及膜态沸腾阶段,由于锥翅结构增加了锥翅表面流体的流动阻力,阻碍了气液交换,换热性能低于平滑表面.基于以上发现,通过对锥翅表面池沸腾过程施加电场,进一步强化了锥翅表面沸腾换热.结果表明,在起始核态沸腾阶段,电场的存在稍微延后了气泡开始成核时间,气泡尺寸减小,沸腾轻微被抑制;充分核态沸腾阶段,由于电场力的作用以及电场与锥翅结构协同表现出的尖端效应,阻止了加热表面干斑的扩散和蔓延,促进沸腾换热;过渡沸腾以及膜态沸腾阶段,尖端效应更加明显,逐渐增大的电场强度使沸腾在更高过热度下处于核态沸腾状态,沸腾换热性能大幅度提高,且CHF逐渐提高.     

纯工质池内核沸腾关联式的评价

对池核沸腾换热关联式的研究是一个重要方领域。由于影响沸腾换热的因素比较多,在总结关联式时不能将所有影响因素全部包括。因此现有的关联式的适用范围和精度都还有待于进一步提高。收集了国内外公开发表或现场经常应用的池内沸腾换热系数计算公式。通过对其分析与比较,阐明了公式的适用范围,为准确估算不同工质的池内沸腾换热系数提供了依据。     

微尺度水平单管内流动沸腾特性实验研究

对非共沸混合工质R134a/R32(75/25)在水平微尺度管道内的流动沸腾换热实验结果进行了分析和讨论,以探究微细通道内流动沸腾换热的主导机制。对影响其换热的多种因素(热流密度、质量流量和质量干度)进行了分析,实验得出,当质量干度较低时,热流密度和质量流量共同控制着微尺度管内的换热方式,当热流密度的影响占主导地位时,管道内的换热以核态沸腾为主;当质量流量的影响占主导地位时,管道内的换热以强制对流为主。     

无沸腾喷雾冷却技术的研究进展

文中简述了无沸腾喷雾冷却技术近年来国内外的研究进展。着重介绍了关于影响无沸腾区换热各参数的实验研究,如壁面温度、介质体积通量、喷雾流量、喷雾倾角和喷雾高度等,为寻求最佳换热提供了指导。并对无沸腾区的理论研究内容进行了归纳,主要是模拟不同喷雾条件下的换热过程及特性参数(如液膜厚度)的大小和分布,并将理论值与实验数据进行比较分析;总结了影响无沸腾区换热的喷雾特性参数和外部特性。     

考虑流体湿润性影响的核沸腾RohsenoW修正模型

添加界面活性剂的核沸腾在改变蒸气泡生长特性的同时，主要是强化了对流换热．本文考虑流体湿润性影响，对核沸腾换热沿用最广的对流类比模型－Ｒｏｈｓｅｎｏｗ模型进行了修正．通过对实验数据的检验，表明修正后的模型预示值与实测结果吻合很好．     

低不凝性气体含量下水平螺旋扁管管束中的沸腾换热实验研究

以汽油和空气为工质,在低质量含气率的条件下,对导程分别为100 mm和150 mm的螺旋扁管管束外的沸腾换热进行了实验研究。得到了沸腾换热系数随质量含气率变化的基本规律。在不凝性气体含量较低的情况下沸腾换热系数随质量含气率的增加而增加;当继续增加不凝性气体时,沸腾换热系数受到了一定的抑制。采用渐进逼近模型给出了低含气率条件下的沸腾换热系数准则方程。将用准则方程计算的三种流量下的两相沸腾换热系数与实验处理值进行比较,误差均在6%以内。     

浸没在多孔介质中的竖直管沸腾换热实验研究

本文对竖直管外填充固体颗粒情况下，蒸馏水和无水乙醇两种工质的池沸腾换热现象进行了实验研究，分析了颗粒直径以及工质热物性对竖直管液池沸腾换热特性，包括沸腾滞后的影响规律，证明了在填充固体颗粒条件下，竖直管的池沸腾换热可以得到一定程度的强化，在低热负荷区，强化效果尤为明显。大颗粒对沸腾滞后现象有较好的缓解作用。在高热负荷区，由于气膜的出现，沸腾机理将有所改变。     

多孔表面的液氮池沸腾实验研究

文中对颗粒烧结多孔表面和泡沫金属多孔表面上的液氮池沸腾换热特性进行了实验研究,并与光滑铜表面的试验结果进行了比较。结果表明,多孔表面成核条件更好,使得沸腾起始点相对于光滑表面提早;随着热流密度逐渐增大,气泡增多,且在多孔层内部连成一片,加热表面气泡离开受到多孔层的限制,热阻增加,换热系数大幅降低,整个沸腾进入表面沸腾阶段;多孔结构所产生的毛细抽力不断补充冷却流体,使表面沸腾能够持续较长时间,实验中未观测到临界热流密度现象。在实验基础上,文中描述了多孔表面不同池沸腾换热阶段的主要换热机理,并分析了流体工质、多孔层厚度、渗透系数、孔隙率等参数对多孔表面池沸腾换热的影响。     

低温混合工质池核沸腾换热研究

随着 J- T(焦耳汤姆逊效应 )节流制冷机的发展 ,需要对混合工质进一步研究。文中介绍了几种主要的沸腾换热机理 ,指出沸腾换热研究的难点和发展方向 ;并分析了混合工质沸腾换热系数低于相应纯质的原因 ;最后列举了几种通用的混合工质沸腾换热关联式     

煤油和空气的混合流体水平管内沸腾换热实验研究

以煤油为介质,在高不凝气体含量下对水平管内的沸腾换热进行了实验研究,得到了在不同的不凝气体含量范围内,沸腾换热系数随不凝气体含量增加而降低的规律．实验结果表明了不凝气体的加入使得煤油的分压降低,泡点温度降低,在较低的混合流体温度下就产生了沸腾,但不凝气体对核态沸腾换热存在抑制现象．采用渐进逼近模型给出了含不凝气体的煤油管内沸腾换热的实验关联式。     

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By using Fluent software with the Eulerian multiphase model and Non-equilibrium boiling model, the subcooled flow boiling heat transfers was numerically simulated in the plain upward vertical tubes under the condition of one-side heating. The influences of the different mass flux, inlet temperatures and heat flux on the heat transfer coefficient, the void fraction and heat transfer deterioration were investigated.     

微液层模型预测过冷沸腾的临界热流密度

本文利用微液层模型对过冷沸腾的临界热流密度（CHF）进行了理论预测。过冷沸腾的强化换热主要是通过单个气泡的形成和消失造成的对流换热强化而引起的。对等热流面,CHF在高过冷区趋近于常数;对等温面,CHF随过冷度的增加而增加。过冷度增加时,蒸发换热量减少,总热流密度主要由蒸发区外的导热引起。     

低温液体核态流动沸腾传热的机理模型

对核态沸腾表面上的各种传热机理进行了分析和量化,建立了低温液体核态流动沸腾传热的机理模型,并将该模型纳入双流体模型实现了数值求解,数值预测的结果详细地反映出了壁面上各参数随流动的变化情况。该机理模型的计算结果表明,气泡挣脱后液体与过热壁面间的激冷效应是导致壁面上各参数在OSV处突变的根本原因。     

微小空间内多孔表面上的沸腾实验研究

1引言微小空间内的沸腾在电子器件冷却、航天热控、微型换热器以及核反应堆的冷却等领域中有着广泛的应用，因此对其沸腾机理的研究具有重要的意义。过去微小空间内的沸腾研究主要是针对光滑表面［‘－‘1，已证明在微小空间里，沸腾换热受空间尺寸的影响要比大空间大。对于多孔表面在微小空间内的沸腾研究则相对较少。本文对矩形槽道表面和烧结型多孔表面在微小空间里的沸腾进行了实验研究。2实验装置实验装置如图1，实验段是3O0mm长的紫铜管（包括矩形槽道管和烧结型的多孔管），内插不同外径的不绣钢管，形成不同间隙的环形小空间。在内…     

池沸腾传热的数学分析

在统计方法的基础上,对于池沸腾换热的传热机理提出了一个数学模型. 在没有增加新的经验常数的条件下,从该模型中可得到池沸腾热流密度是壁面过热度、活化穴最小与最大尺寸、流体的接触角与流体物理特性的函数. 该模型可以较好地解释润湿性如何影响沸腾热流密度. 对不同的接触角,模型预测的结果与实验相符合. 关键词： 池沸腾 传热 数学模型     

Experimental Investigation of Heat Transfer in Two-phase Flow Boiling

In this article, an experimental investigation is performed to measure the boiling heat transfer coefficient of water flow in a microchannel with a hydraulic diameter of 500 μm. Experimental tests are conducted with heat fluxes ranging from 100 to 400 kW/m², vapor quality from 0 to 0.2, and mass fluxes of 200, 400, and 600 kg/m²s. Also, this study has modified the liquid Froude number to present a flow pattern transition toward an annular flow. Experimental results show that the flow boiling heat transfer coefficient is not dependent on mass flux and vapor quality but on heat flux to a certain degree. The measured heat transfer coefficient is compared with a few available correlations proposed for macroscales, and it is found that previous correlations have overestimated the flow boiling heat transfer coefficient for the test conditions considered in this work. This article proposes a new correlation model regarding the boiling heat transfer coefficient in mini- and microchannels using boiling number, Reynolds number, and modified Froude number.     

Experimental and numerical study of swirling subcooled flow boiling of water in a vertical annulus

In this paper, the effect of making swirling flow inside an annulus on the subcooled boiling heat transfer has been studied and discussed both experimentally and numerically. The Eulerian-Eulerian model and control volume technique have been used for numerical modeling of the problem. The experimental results show that the critical heat flux values are enhanced by making swirling flow. The experimental and numerical results also indicate that by making swirling flow inside the annulus, the subcooled boiling heat transfer coefficients are increased. Moreover, the experimental and numerical values of the boiling heat transfer coefficients show good agreement with each other.     

泡沫金属对含油制冷剂管内流动沸腾换热特性的影响

实验研究了制冷剂-润滑油混合流体在内嵌泡沫金属圆管内流动沸腾的换热特性。泡沫金属为10ppi、90%孔隙率;制冷剂为R410A,润滑油为VG68,油浓度为0～5%。实验结果表明:纯制冷剂工况下,泡沫金属强化流动沸腾换热系数,换热系数提高30%～120%;含油工况下,泡沫金属只强化流动沸腾换热系数20%以下,在低质流密度或者高质流密度的高干度情况下出现恶化换热的情况。润滑油总是恶化制冷剂在内嵌泡沫金属圆管内流动沸腾的换热系数,换热系数最多恶化71%,且在低质流密度下对换热的恶化比在高质流密度工况下严重。     

R32/R134a在微通道内流动沸腾特性

研究非共沸混合工质R32/R134a(质量比,25%/75%)在水平微尺度通道内流动沸腾换热规律。在各种工况下进行了非共沸混合工质R32/R134a在水平微尺度管道内流动沸腾换热的实验,考察了质量流量G、热流密度q、质量干度x对微尺度通道内流动沸腾换热系数的影响。研究表明:在热流密度、质量流量都较低的区域,对细管道,换热系数与热流密度的关联度较大;而对微管道,换热系数受影响的因素比较多,并在干度为0.6时出现"干涸"现象,使得换热系数急剧下降。在质量流量高的区域,对细管道,热流密度对换热系数的影响很小;而对微尺度管道,当干度为0.06时换热系数发生转变,随质量干度的增加先减小后增大,热流密度增大到一定的阶段后,换热系数不再随热流密度变化。