毛细微槽结构表面的喷雾冷却可视化研究

本文利用高速摄影仪对具有矩形毛细微槽群结构的加热表面进行喷雾冷却的传热特性进行了可视化实验研究.研究结果表明;喷雾冷却与毛细微槽结构相结合可实现高效率的相变换热过程;随着壁面温度的增加,槽表面经历了槽面完全被水浸没区、薄液膜区、部分干涸区和完全干涸区四个不同阶段;低温区主要是界面蒸发传热方式,高温区主要是沸腾换热方式.     

竖直微槽的倾角对相变换热影响的研究

本文对带有倾斜角的矩形毛细微槽竖直板的相变传热及两相流特性进行了实验研究.通过对比各种倾斜角度的微槽板的相变换热强度,得到了相变换热强度与微槽倾角有很大关联和最佳倾斜角度为 10°的实验结果,用薄膜理论和气泡对液体润湿特性的影响对实验结果进行了分析.     

毛细微槽内的相变传热的实验研究

本文对矩形毛细微槽竖直板的相变传热特性进行了实验研究。结果表明毛细微槽对相变换热具有很大的促进作用。当壁面过热度较小时,相变换热形式主要是三相接触线附近的蒸发换热机制。而当过热度较大时,微槽内发生剧烈的沸腾。微槽内相变换热的临界热负荷有两种产生机理:其一是当微槽长度较大时微槽内由于流动阻力而产生的液体输运临界;另一机理是当微槽长度较小时的池内沸腾临界现象,亦即由动态微液层模型决定的临界机理。实验还得到了微槽强化传热的最佳优化尺寸。     

毛细微槽中汽泡动力学行为可视化研究

本文在透明的硼硅玻璃表面加工矩形毛细微槽,利用高速摄影仪对竖直开放式毛细微槽中的汽泡动力学行为进行了可视化研究.研究结果证实了在竖直微槽中不存在汽泡脱离壁面的现象.同时实验结果表明:汽泡生长可分为三个不同的阶段,且生命周期大为缩短;常规尺寸的池沸腾理论预测模型已不能很好地预测其生长规律.     

水平矩形槽道表面的沸腾传热

强化沸腾传热的加工表面力求性能优异,制造方便,易于推广使用。槽道表面满足这样的要求。鉴于以往的研究甚少,本文对水平矩形槽道表面的池沸腾传热进行了实验研究,探求几何因素的影响,整理出传热准则方程,寻求最佳槽道尺寸,并对强化机理作了初步的探索。 一、槽道表面的沸腾传热分析 同平表面沸腾一样,槽道表面的沸腾传热仍可分为自然对流,泡底微层液膜蒸发及汽、液交换传热等传输方式。因为汽泡受到槽壁的挤压只能紧贴壁面生长,而且沿槽道长     

矩形槽道微小型平板热管传热性能的理论分析

本文对矩形槽道微小型平板热管的传热特性建立了分析模型,利用薄液膜理论分析了槽道截面上形成的蒸发液膜的厚度分布,同时考虑了蒸汽运动时对液体界面的摩擦阻力和热管管壁的轴向导热。计算结果与实验符合良好。     

竖直矩形微槽轴向流动理论模型

本文对毛细微槽中流体的轴向流动特性及干涸特性进行了研究,参考自适应理论建立了一维流动模型,与实验结果进行了对比.计算结果表明随着微槽槽宽的增大、槽深的减小,槽内流体的轴向干涸高度呈减小趋势,与实验数据吻合较好,说明计算方法具有一定可靠性.计算模型得到了弯月面曲率半径和液膜厚度沿轴长的变化曲线,为自适应理论做出有效的补充.     

矩形微槽横截面换热特性的分析

对矩形毛细微槽中液膜在横截面方向上的换热特性进行了研究。计算结果表明,当弯月面与槽底接触时,不仅在微槽的侧壁面上存在两个蒸发薄液膜区,在槽底还形成了两个蒸发薄液膜区;随着槽底热负荷的增大,薄液膜区域热流密度的峰值随之升高;固液接触角增大,薄液膜区域的热流密度峰值增大;薄液膜区域的高强度蒸发换热是矩形毛细微槽高强度换热的主要原因,占总换热量的80%以上;固液界面接触角对薄液膜换热的影响很大。     

微槽群内汽泡动力学行为对接触线的影响

针对沸腾情形下毛细微槽群热沉内汽泡对汽液固三相接触线的影响,进行了可视化实验研究。研究结果表明：汽泡动力学行为会直接导致微槽群内三相接触线的形状变化,从而引起蒸发薄液膜的厚度、面积以及汽液界面曲率等对薄液膜的蒸发换热特性有重要影响的物理量的变化。实验证实了在开放式微细尺度槽群结构热沉中,固有弯月面区域里的沸腾与扩展弯月...     

多孔表面几何因素对沸腾传热的影响

本文研究了不同多孔表面的沸腾传热特性.实验说明多孔表面的孔径有较大影响并存在最佳值.对槽内毛细液膜进行了理论分析。 利用多孔表面强化沸腾传热受到广泛的重视.Nakayama等提出了矩形槽道覆盖以多孔板的结构.槽道覆盖以多孔金属网作为热管的毛细芯已有较多的应用.然而槽的几何形状和覆盖层的开口尺寸的影响有待进一步深入的研究.     

微米线结构表面的过冷流动沸腾实验研究

以去离子水为工质,配合高速摄像观测,研究了截面为0.5 mm×5 mm的微细窄矩形通道内氧化锌微米线结构表面的竖直流动过冷沸腾。流量范围200~400 kg·m^-2·s^-1,过冷度为10 K,热流密度最高为200 kW·m^-2。分析了不同工况下过冷沸腾的沸腾曲线、平均换热系数、局部换热系数和流型特征。     

流态化固体颗粒对对流沸腾传热的强化

在对流沸腾系统中引入固体颗粒,固体颗粒在液体中呈流态化,从而形成气液固三相对流沸腾过程。对气液固三相流对流沸腾过程的传热特性进行了实验研究,结果表明流态化固体颗粒对液体的对流沸腾传热具有显著的强化作用。基于固体颗粒撞击沸腾气泡时的受力分析,获得了固体颗粒穿透气泡并使气泡破碎的条件,分析了流态化固体颗粒强化沸腾传热的机理。实验结果与理论分析符合良好。     

微小空间蒸发传热的可视化实验研究

微小结构中蒸发传热过程的研究对高性能传热设备如毛细蒸发器等的设计和性能的提高 有着重要作用,因此成为近年来国内外传热界的研究热点之一。接触角在微小结构蒸发传热过程中 是一个非常重要的概念,因此,本文主要针对接触角随热负荷的变化规律进行了可视化实验研究。 实验结果表明,接触角发生了明显的滞后现象;当加热功率较大时,接触角对加热功率的反应更为敏感蒸馏水－玻璃体系的接触角大于无水乙醇－玻璃体系的接触角。     

混合润湿性柱状纳米结构对铜板上纳米氩膜沸腾传热的影响

混合润湿性对固/液相互作用有显著影响,因此对提高相变过程中的传热速率有积极作用.采用分子动力学模拟方法研究了柱状纳米结构表面混合润湿性对池沸腾传热的影响.分析了混合润湿性和纳米结构柱高对液体起始沸腾时间和温度的影响及其机理.结果表明,疏水比例和柱高会影响爆沸的起始温度和时间.与纯亲水壁相比,增加疏水比改变了固液界面性质,可以降低沸腾温度,更容易突破势能壁垒,使液体起始沸腾时间提前,并且随着疏水比的增加,不同柱高下的沸腾温度降低;当疏水比相同时,增加柱高扩大了混合润湿性的影响,也能降低沸腾起始温度并使液体起始沸腾时间提前.这为设计微纳粗糙结构和混合润湿表面以强化沸腾传热提供了思路.     

Heat transfer and force balance approaches in bubble dynamic study during subcooled flow boiling of water–ethanol mixture

In this paper, the subcooled flow boiling heat transfer coefficient of pure water, water–ethanol mixture and pure ethanol is determined experimentally in horizontal rectangular channels for various parameters like heat flux, mass flux and channel inlet temperatures. Flow visualization is carried out using high speed camera. The bubble departure diameter, growth period and waiting period of bubbles are determined. Correlations are developed for subcooled flow boiling Nusselt number of water–ethanol mixture based on force balance approach and heat transfer approach. The parameters considered for correlation are grouped as dimensionless numbers by Buckingham π-theorem. The significance of each dimensionless number on heat transfer coefficient is discussed. The correlations developed for subcooled flow boiling heat transfer coefficient are validated with the experimental data. They are found to be in good agreement with the experimental data. It is found that the correlation based on force balance approach predicts the subcooled flow boiling Nusselt number well when compared with that of heat transfer approach correlation.     

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。     

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。     

微槽结构和工质对槽内流动沸腾的影响

本文报道实验测试甲醇等低沸点工质在微槽内流动沸腾特性的结果，并对所呈现的起始沸腾区有明显壁温回落等现象作出分析，从而在一定程度上揭示出微型槽道和工质本身特性对流动沸腾特性的影响。