加热铂丝上运动汽泡产生的射流

目前很多水的核态沸腾都观察到了汽泡顶部射流的现象。本文分析了沿细丝运动的汽泡顶部产生射流的物理机理,并通过对汽泡和加热细丝周围温度场和速度场的数值求解来进行分析。结果显示:由汽泡前后表面的温度梯度引起的热射流很可能是流动的最主要原因。热射流能够推动汽泡前进。对比和试验的观测指出,不凝气体或者其他可能的机理将限制汽泡界面处的凝结换热,从而增大表面温度梯度,增强热射流。     

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。     

环状狭缝通道流动沸腾换热的实验研究

以蒸馏水为工质进行了实验研究。分析了影响流动总压降的因素,给出了计算摩擦压降的经验关系式,实验数据与计算结果误差约±15％,此关系式可以用来预测该实验范围内的摩擦压降。同时还给出了计算流动沸腾传热系数的经验关系式,实验数据与计算结果误差为-17％～13％,此关系式可以用来预测该实验范围内的流动沸腾传热系数。     

混合悬浮液中纳米颗粒对核化形态的影响

均相沸腾活化核心的形成靠液体分子(或密度)脉动形成,低过热温度下临界活化核心比纳米颗粒本身粒径要大很多,颗粒添加的影响相对很小,依旧保持为均相沸腾。随着液体过热温度的增加至临界活化核心与颗粒尺寸可比时,颗粒才有可能成为新的活化核心,液体内部的均相沸腾也转变为非均相沸腾,但在考虑颗粒吸附的情况下,颗粒的吸附会使表面部分核化中心失去活性,弱化了原有非均相核化。     

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.     

VOSET方法计算膜态沸腾的不同流态

本文在VOSET界面捕捉方法的基础上对控制方程进行修正,使其能够计算带相变的两相流问题,然后用这种方法计算水平壁面上的膜态沸腾。模拟得到的平均Nu数与Klimenko的关联式的计算结果基本一致。计算结果表明,在较低的壁面过热度下,膜态沸腾呈现气泡状流动;在较高的壁面过热度下,膜态沸腾呈现气带状流动。     

R32在微细光管内流动沸腾的数值研究

利用Mixture多相流模型对R32在2 mm水平微细光管内流动沸腾进行了三维稳态数值模拟。模拟的工况范围为:质量流速200~400 kg/(m~2s),热流密度10~40 kW/m~2,饱和温度15~20℃。结果表明:质量流速的增加消弱了重力对两相分布的影响;热流密度的增加强化了壁面附近的核态沸腾。数值模拟的换热系数和压降与实验结果的平均偏差分别为11.3%和-1.1%。     

直接供液与重力供液制冷系统的对比研究

重力再循环供液是指蒸发器依靠制冷剂自身的重力送入蒸发器,在供液高度大于蒸发器对制冷剂的阻力情况下,部分制冷剂液体在蒸发器和气液分离器所形成的回路中再循环。由于再循环作用不需要外加动力,并强化管内制冷剂的沸腾换热,蒸发器的效率得以明显提高。文中介绍了重力再循环供液制冷系统和蒸发器的结构,提出采用J.Chawla关系式和Shah关联式相结合的方法预测再循环蒸发器制冷剂侧的换热系数。采用空气侧热平衡法,对直接膨胀供液和重力再循环供液制冷系统分别进行了多蒸发温度下的性能测试。表明重力再循环供液制冷系统比直接膨胀供液制冷系统的制冷量平均增加26%,COP平均增加18%,蒸发温度平均升高1.1℃,传热系数是直接供液的1.57倍。J.Chawla关系式和Shah关联式相结合预测再循环蒸发器制冷剂侧的换热系数,其曲线结构与实验值近似,平均误差不大于20.6%。文章还对各热工参数的变化原因进行了分析。     

竖直圆管内液氮流动沸腾流动压降的分析

文中对竖直圆管内液氮流动沸腾压降进行实验研究,分析热流密度、质量流量对液氮两相流动摩擦压降的影响以及热流密度对测试段总压降的影响。在本实验工况范围内,两相流摩擦压降随着热流密度和质量流速的增加而变大,且测试段总压降随着热流密度的增加而降低。分别利用均相模型、L-M模型和Chisholm B系数模型对实验结果进行预测,并比较了预测值与实验值,结果表明本实验工况下均相模型预测效果最好。     

不做不知道,一做吓一跳——以“观察水的沸腾实验”为例谈学生实验规范的养成

物理学是以实验为基础的自然科学,而物理实验对于建立物理基本概念和理论及加强对基本概念和基本理论的理解有着不可取代的作用.因此,加强学生实验教学显得尤为重要,但实验教学能否成功,规范的操作又是关键.