开孔金属泡沫池内沸腾换热特性研究

常压下用去离子水作为工质,在沸腾池底部单独或两两叠加地放置3种PPI的泡沫金属进行池内沸腾实验研究;分析了不同过热度下的热流密度和不同热流密度下池沸腾的传热系数;对沸腾汽泡在单层或双层泡沫金属表面产生、融合和脱离进行了可视化的研究。实验发现:不同PPI泡沫金属的叠加方式,会影响沸腾传热面积和产生汽泡的核心数,以及汽泡脱离受热壁面的动态特性。本实验为多孔介质池沸腾传热特性研究提供了实验指导和基础数据。     

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。     

盐水核态池沸腾传热及汽泡行为的实验研究

掌握含盐水池沸腾中的汽泡行为和传热特性,本文基于ITO镀膜层加热和高速拍摄技术建立了含盐水池沸腾的可视化实验装置,研究了池沸腾传热特性和汽泡动力学特性。研究发现随着盐浓度的升高,池沸腾传热得到强化。可视化的研究结果表明盐分的存在和析出会导致汽泡的脱离直径和生长时间减小、脱离频率增大,从而提高了池沸腾传热系数。     

卧式螺旋管内过冷沸腾起始点的实验研究

本文对卧式螺旋管内R134a过冷流动沸腾的起始点进行实验研究,根据壁面温度的变化规律判定过冷沸腾起始点。在热流密度逐渐增大的情况下,对过冷沸腾发生时相关参数的不同变化进行了研究,得到了过冷沸腾起始点上壁面过热度和热流密度随位置的变化规律。分析了入口参数对过冷沸腾起始点的热流密度的影响趋势。对实验数据进行回归分析,发展了适用于卧式螺旋管内过冷沸腾起始点热流密度的经验关联式。     

超流氦中的沸腾实验研究:压力测量及其可视化

在超流氢的沸腾实验中,随着静压液柱高度ｈ的降低,会出现不同的沸腾状态。在噪声沸腾中,一个与平板加热器大小相当的气泡在其表面上反复地长大、缩小,并伴随着巨大的噪声和剧烈的机械振动;在无噪声沸腾中,在平板加热器表面形成一个极稳定的气膜,并且,没有噪声和机械振动出现;而在两者之间,存在一个过渡的沸腾状态。通过沸腾过程中的压力振动测量和可视化测量,对不同沸腾状态进行了研究。     

超流氦中的沸腾实验研究及其光学测量

在超流氦的沸腾实验中,随着静压液柱的降低,会出现不同的沸腾状态。在噪块沸腾中,一个与平板加热器大小相当的包在其表面上反复地长大、缩小,并伴随着巨大的噪声和剧烈的机械振动;在无噪声沸胶中,在平板加热器表面形成一个极稳定的气膜,并且,没有噪声和机械振动出现;而在两者之间,存在一个过渡的沸腾状态。在本文中,通过对沸腾过程中的可视化测量和对沸腾时的压力振动的测量,对超流氦中的不同沸腾状态进行了研究。     

不锈钢棒材形状对淬冷沸腾的影响研究

对平底和圆底两种不同形状不锈钢圆柱棒在不同过冷度下的淬冷沸腾进行了可视化实验研究。结合导热反问题实验方法处理,对比分析了棒材形状和过冷度对淬冷沸腾过程气膜演变和最小膜态沸腾温度的影响,结果表明：相对于平底,圆底棒材底部圆滑使气膜不易破裂,延长了淬冷沸腾的时间;随着过冷度的增加,壁面冷却速率增大,膜态沸腾时间缩短,最小膜态沸腾温度升高,临界热流密度增大,促进了淬冷沸腾的进行。最终建立了最小膜态沸腾温度与过冷度的关系式。     

窄缝通道中液氮的沸腾传热研究第一部分:窄缝通道尺寸对传热特性的影响

窄缝通道中的液氮沸腾传热特性有别于开放空间中的情况.文中对常压下液氮在矩形窄缝通道内的沸腾传热进行了实验研究,系统地研究了窄缝几何结构参数和倾角对液氮的沸腾传热特性的影响.     

池式沸腾人工孔上汽泡脱离直径的研究

汽泡脱离直径是研究核状沸腾机理和估算沸腾给热系数的重要参数之一,其研究对深入探讨沸腾现象及沸腾强化具有一定意义.核状沸腾的汽泡脱离直径,前人已进行一些研究工作,提出了几种物理模型和计算方法,但都有一定的局限性.本文探讨池式沸腾中较大孔径的人工孔上的汽泡脱离直径及随孔径、壁面过热度和介质物性的变化规律。     

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.     

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.     

Two-phase flow boiling heat transfer of FC-72 in parallel micro-channels

Experimental research is performed on two-phase flow boiling heat transfer in micro-channels. FC-72 is used as the working fluid. In order to analyze the heat transfer mechanism during two-phase flow boiling, the dimensionless parameters, e.g., boiling number and convection number, are used, and the effect of these parameters on the heat transfer can be confirmed during flow boiling in the micro-channel. In addition, the transition criterion from bubbly/slug flow to annular flow is proposed from the modified Weber number. Based on the boiling heat transfer mechanism obtained from the experiments, a new correlation is proposed to predict the heat transfer coefficient. The new correlation predicts well the experimental results within a mean absolute error of 5.2%.     

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。     

BOILING HEAT TRANSFER OF WATER AND R-11 ON HORIZONTALLY SMOOTH AND ENHANCED TUBES ENCLOSED BY A CONCENTRIC OUTER TUBE WITH TWO HORIZONTAL SLOTS

An experimental investigation was carried out on the boiling heat transfer characteristics of water and R-11 on the outside of a horizontal heated tube in narrow spaces. Two kinds of heat transfer surfaces (roll-worked and smooth surfaces) were tested. The test section consisted of a narrow annular space formed by enclosing the heated tube in an isolated concentric outer tube with two horizontal slats on the top and bottom. The nucleate boiling heat transfer characteristics were investigated experimentally at atmospheric pressure. The experimental results indicated that a single roll-worked tube in bulk liquid showed better boiling heat transfer than a single smooth tube. In the narrow spaces, the boiling heat transfer coefficients for the smooth tube were considerably enhanced when the gap size was so selected as to take an optimum value. There was no clear optimum gap size for heat transfer enhancement for the roll-worked tube in the narrow spaces. Enhancement of boiling heat transfer in the narrow spaces for the roll-worked tube was not clearly observed in this experiment. Finally, the critical heat flux (CHF) for boiling heat transfer in narrow spaces can be predicted by using a proposed CHF correlation.     

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.     

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…     

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。     

微小圆通道内流动沸腾换热特性的研究

微小通道内相变换热具有热流密度高、单位体积内换热面积大、结构紧凑等特点,成为高效紧凑式换热器设计的重要途径。本文以氟利昂R113为工质,完成了0.7、1.1和1.4 mm的圆形小通道内的流动沸腾实验,对小通道内流动沸腾换热特性进行了分析,拟合了计算沸腾换热特性的实验关联式,为工程实际应用提供参考。