构形树状小通道内的流动沸腾换热特性

本文建立了构形树状小通道内流动沸腾换热模型,数值研究了树状通道网络内的流动沸腾换热特性,并与具有相同换热面积、入口直径的蛇形通道就泵功消耗、流动沸腾压降、通道温度变化和热有效性等指标进行了性能对比分析。研究表明,与蛇形通道相比,构形通道具有流动沸腾压降、泵功消耗小的优势,且其温度均匀性、热有效性也均优于蛇形通道。当热流密度为20 W/cm~2时,构形树状通道内流体的泵功消耗约为蛇形通道的一半,其热有效性为蛇形通道的1.9倍。     

R245fa水平管内流动沸腾特性的实验研究

实验研究R245fa在水平管内的流动沸腾传热特性,分析了不同饱和压力下质量流速、热流密度和入口干度对R245fa在水平管内的两相流动沸腾特性的影响。此外,将实验数据与预测关联式进行了对比,Fang(2017)关联式的预测结果较高,对R245fa在10 mm不锈钢管内沸腾换热具有较好的预测,研究结果对工程应用具有一定的指导意义。     

微槽内二元混合液体的流动沸腾

1引言微型结构由于其巨大的应用潜力，作为热控制和冷却的有效手段已被引入电子集成电路、生物医学、航天、高效紧凑式与微型换热器、材料加工等现代高新技术领域。由于相交换热能传递更多的热量，微结构中的流动沸腾受到了日益重视。但微通道中流体流动和换热的特性当然与所用工质有关。微通道内液体混合物的流动沸腾至今极少见到公开报道［‘］。彭和王等人l‘－‘］报道了对微通道和微槽结构内单组元液体流动沸腾的研究，发现起始沸腾点所需壁面过热度比常规尺度槽道内的低得多，没有明显的部分核沸腾现象，同时发现微槽尺寸对流动沸腾的…     

蒸汽加热竖直矩形窄通道流动沸腾换热的研究

为研究板式换热器内(蒸发-冷凝器)两相换热机理及流型特征,建立单侧蒸汽加热竖直矩形窄通道可视化实验系统,并进行实验研究。结果表明:在窄通道换热中,以核态沸腾换热机理更为活跃,流动沸腾受到抑制,表面换热系数最大值出现在核态沸腾区域;随着入口温度越高,表面换热系数最大点往左迁移,随着质量流量的增大,过冷段增加,沸腾起始点升高,表面换热系数最大点往右移;矩形窄通道主要出现泡状流、合并汽泡流、搅拌流和环状流四种流型;将实验数据与现有流型图进行对比,发现流型转变与质量流量、通道尺寸及加热方式有关。该研究为更好的设计板式换热器提供了理论依据。     

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。     

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。     

水平矩形通道内流动沸腾换热特性实验研究

在常压条件下,对水平矩形通道内R113的流动沸腾换热过程进行了可视化实验研究.通过对加热平板上流动沸腾换热所形成的气泡形态的观测,发现随着热流密度的增大,流动沸腾的起沸点距离逐渐减小,并且减小的程度趋于平缓.随着热流密度的增大,气泡数量逐渐增多,且脱离速度也加快,气泡逐渐融合,直径逐渐变大.将本文的实验结果与文献中的对应结果进行对比,分析了流动沸腾换热中影响总体传热效果的主导因素由核态沸腾换热向强制对流换热转变。     

开式并联微通道中流动沸腾换热的实验研究

针对常规闭式并联微通道内流动沸腾换热存在气泡生长受限产生的堵塞效应以及不同通道内气泡核化生长不同步导致的并联通道传热不稳定性等问题,设计了一种顶部联通型开式并联微通道蒸发器。采用无水乙醇为工质,在入口过冷度为15℃、质量流速为175 kg·m~(-2)·s~(-1)及热流密度270～761 kW·m~(-2)条件下,开展了该新型微通道冷却器中流动沸腾换热的实验研究,发现了传热系数随干度的增加呈现三类典型趋势,即传热系数单调上升、传热系数先上升后下降再上升、传热系数先上升再保持基本不变;结合高速可视化流型研究,发现了与流型密切关联的三类传热机理,即:1)以气泡核化为主的核态沸腾换热;2)上游核态沸腾为主,下游两相强制对流换热主导;3)偏离核态沸腾后的膜态沸腾换热。分析表明,沸腾数Bo是主导三类传热模式的主要无量纲数。     

单柱微通道流动沸腾换热数值模拟研究

高功率电子芯片的安全运行需要高效的散热技术。流动沸腾换热由于高换热系数受到广泛关注。为精确模拟微通道内流动沸腾复杂两相流过程,本文提出了耦合VOF方法的在相界面处迭代求解能量源项的相变模型。针对单微柱微通道内流动沸腾换热过程进行了数值模拟,分析了瞬态两相流过程及温度场演变规律,查明了热流密度及进口过冷度的影响机制。结果表明,由于局部蒸汽的覆盖,不同工况下微通道内流动沸腾存在热阻的转折点,高热流密度对应更高的气泡生长速度和成核面积,高过冷度会延缓转折点,但整体热阻将升高。     

微细通道内非共沸工质流动沸腾换热实验研究

本文实验研究了非共沸混合制冷剂R134a/R245fa(质量比为0.7/0.3)在长度为45 mm、65 mm的平行微通道内的流动沸腾特性。微通道由30个截面为0.5 mm×0.5 mm矩形微通道组成。得到了质量流速在542.22～995.56kg·m~(-2)·s~(-1)、热流密度在4.9～100.2 W·cm~(-2)时的流动沸腾传热系数,并对R134a/R245fa和R134a的换热系数进行对比,结果表明热流密度、质量流速、通道长度对换热系数均有影响。考虑R134a/R245fa相变时的附加传质阻力对换热的影响下,在纯工质关联式中引入混合物影响因子,得到了适用于本实验工况下R134a/R245fa的关联式。     

FC-72在浸泡于液池中的微小圆管内的沸腾传热

本文对浸泡于FC-72液池中的两个微小圆管进行了沸腾实验研究,得到了沸腾曲线和传热系数,并用DV摄像机拍摄到了圆管出口处的沸腾状况,研究了管道尺寸对沸腾传热特性的影响。实验结果显示,管道尺寸对沸腾传热特性有显著的影响。传热系数和CHF随着管道尺寸的缩小而减小.直径为1.10mm的圆管出口处在低热负荷加热时发生了汽泡阻塞,并导致了剧烈的沸腾滞后现象。     

FC-72在竖直壁面上及微小三角型通道内的沸腾传热

本文对浸在FC-72液池中的竖直壁面及两个微小三角形通道进行了沸腾实验研究,考虑了管道尺寸对沸腾传热特性的影响。两个微小三角形通道的边长分别为1.5和2.5 mm,水力直径分别为0.87和1.44 mm,长度50 mm,采用铜块上开V型沟槽,再覆盖上透明的玻璃片构成。热流密度由贴在铜块背后的膜状加热器提供。实验得到了沸腾曲线和传热系数,并用DV摄影机拍摄到了沸腾状况。实验结果显示,管道尺寸对沸腾传热特性有显著的影响,CHF值随通道尺寸的减小而减小,小通道在低热流密度时传热系数较大。     

R134a管外强化沸腾实验数据处理新方法

在水平管外沸腾换热实验中,热流密度沿管长方向的变化幅度较大,采用Wilson方法所得到的管内对流换热系数偏高,而管外沸腾换热系数偏低.为解决这一问题,本文提出了一种新的数据处理方法-局部换热系数法,并采用这种方法对实验测定R134a在水平放置的机械加工强化表面沸腾传热管的实验数据进行分析和处理,得到了较合理的结果.     

BOILING CHARACTERISTICS OF R-11 IN COMPACT TUBE BUNDLES WITH SMOOTH AND ENHANCED TUBES

This study presents new data on nucleate boiling heat transfer obtained in compact horizontal tube bundles with small tube gaps. The experiment investigates the heat transfer enhancement effects by the restricted spaces comprising the compact tube bundles and the enhanced heat transfer tubes for nucleate boiling heat transfer of R-11 at atmospheric pressure. A roll-worked tube was used as a new type of enhanced heat transfer tube. The experimental results show that the small tube gaps can greatly enhance boiling heat transfer in a smooth tube bundle, while enhancement effects of small gaps were not quite significant for the enhanced tube bundle. There is a compound effect from the enhanced surface and the restricted space only for the enhanced tube bundle with the tube gap of 0.5 mm. The effects of the tube positions within both compact tube bundles on the boiling heat transfer were minor.     

AN EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF POOL BOILING ON NARROW HORIZONTAL TUBES

Pool boiling characteristics on horizontal tubes with diameter lying between wires and industrial tubes have been investigated experimentally. Boiling experiments are carried out at near atmospheric pressures with water and R-123 as boiling liquids. The experimental results show quite a different boiling behavior compared to larger tubes or plates. The commonly used correlations are found to be ineffective over this range of diameters. A developing sliding bubble mechanism can be attributed to such behavior which shows a strong diameter effect. The heat transfer is found to increase with diameter which is contrary to that on industrial size tubes. Useful boiling data are presented in this range of diameters in which experimental data are scarce. The need for more investigations is stressed in view of emerging applications in this area.     

光管及窄环隙流道池沸腾换热实验研究

本文在常压下以水为工质,对管外及窄环隙流道池沸腾换热进行了可视化实验,结果表明：汽泡扰动并不是沸腾换热系数高的主要原因,液体过冷使核沸腾的换热能力降低,窄隙流道内的沸腾换热机理与普通的大容积沸腾没有明显区别。文中还根据观察和测量到的结果对一些换热现象重新进行了解释。     

Subcooled Flow Boiling Heat Transfer to Water and Ethylene Glycol/Water Mixtures in a Bottom-heated Tube

Subcooled flow boiling heat transfer experiments were performed with water and ethylene glycol/water mixtures at five flow velocities and four fluid inlet temperatures. Both turbulent flow and laminar flow were tested in a special test facility with its experimental test section heated from the bottom surface only. Boiling curves and subcooled flow boiling heat transfer coefficients of the tested fluids were determined from the experimental measurements. Predictive correlations of the subcooled flow boiling heat transfer coefficients were developed based on the experimental data. Comparisons are presented of wall temperatures between the experimental measurements and the correlation predictions.     

Experimental investigation of subcooled flow boiling of a 50/50 ethylene glycol/water mixture in finned rectangular aluminum channels

Subcooled flow boiling heat transfer experiments were performed with a 50/50 ethylene glycol/water mixture in a finned aluminum channel. The channel represented a hybrid electric vehicle power electronic cold plate receiving a 50/50 mixture from the radiator at 105°C and 2 atmospheres. Experiments used a range of mixture flow rates and both top- and bottom-heating situations. Boiling curves were generated, and subcooled flow boiling heat transfer coefficients were determined including the test channel fin effects. Subcooled flow boiling heat transfer coefficients showed a 25–30% increase compared to single-phase convection.     

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…