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。     

纳米颗粒悬浮液池内泡状沸腾的实验研究

本文对纳米颗粒悬浮液在平壁面上池内沸腾进行了实验研究。实验用的纳米粒子为26 nm的铁粉和13 nm的三氧化二铝纳米粉末,基液为去离子水。分别配成体积浓度为0．1％, 1％和2％的悬浮液。实验结果表明,纳米悬浮颗粒对液体沸腾换热过程的影响会随着纳米颗粒性质,颗粒浓度及热流密度大小的不同而出现不同的效果;加入纳米颗粒后, 对基液沸腾换热的影响存在着两个相反的作用机制,它们分别为:纳米颗粒增强了液体内部的热量迁移能力(热物性的影响)和改变了加热面的表面结构特性(加热面特性的影响)。     

添加有TiO2纳米颗粒的R11池沸腾换热研究

对添加有TiO2纳米颗粒的制冷剂R11在外径为22.4mm紫铜管外的池沸腾换热特性进行了实验研究.池沸腾饱和温度为35℃和40℃,纳米颗粒悬浮液的浓度为0.01g/l和0.05g/l.对铜管圆周上、下、前、后四个部位的局部换热情况进行了测量和可视化观察以及相应的粗糙度检测分析.结果发现,纳米颗粒的添加基本使管上部粗糙度降低,传热弱化,而使下部粗糙度增加,传热强化.就整体换热而言,40℃的强化换热效果好于30℃,0.01g/l的强化换热效果好于0.05g/l.     

纳米颗粒悬浮在加热铂丝上的过冷沸腾

本文对加热铂丝上25 nm SiO2颗粒与水悬浮液的过冷沸腾进行实验观察,纯水和纳米颗粒悬浮液的沸腾过程基本相同,但低热流密度下纳米颗粒悬浮液中的气泡重叠(或气泡团聚体)现象非常普遍。在实验观察基础上分析了气泡重叠(或气泡团聚体)成因,纳米颗粒在气泡表面的吸附和浓聚增大了气泡间吸引力和气泡质量,最终导致气泡重叠(或气泡团聚体)的形成。     

含油纳米制冷剂沸腾中纳米颗粒相间迁移机制

含油纳米制冷剂沸腾中纳米颗粒相间迁移机制,是评估纳米制冷剂沸腾传热效果和制冷系统中纳米颗粒循环能力的基础。本文基于颗粒捕集理论和气浮理论,提出了各因素对纳米颗粒相间迁移的影响机制;即纳米颗粒迁移率随其密度或粒径的减小而增大,制冷剂动力学黏度越小、密度越大,其完全蒸发时纳米颗粒迁移率越大,纳米颗粒迁移率随润滑油浓度的增大而减小,随热流密度的增大而减小,随初始液位高度的增加而增大。同时通过实验验证了理论分析。     

超声波对池沸腾换热影响

对不同超声强度和辐射距离条件下过冷池沸腾换热特性进行了实验研究.超声波有效强化了沸腾起始段换热,对高热流密度沸腾传热也有一定的强化作用.超声辐射距离越近,强度越大,强化传热效果越好.对单相对流和沸腾起始区传热,超声波强化传热机理为空化作用;高热流密度沸腾时超声波对强化传热的主要机理是声流作用.得到了传热实验关联式.     

含油纳米制冷剂沸腾中纳米颗粒相间迁移特性预测模型

为了评估纳米颗粒对沸腾传热的影响效果和采用纳米制冷剂的制冷系统长期运行稳定性,提出了含油纳米制冷剂沸腾中纳米颗粒相间迁移特性预测模型,通过模拟气泡的脱离和上升过程、纳米颗粒的运动、纳米颗粒与气泡的黏附、气液交界面上纳米颗粒的脱离,最终得到纳米颗粒的迁移量.该模型能够反映热流密度和加热容器几何结构等因素对纳米颗粒迁移特性...     

细圆管内纳米颗粒悬浮液强化对流换热的探讨

实验研究了细圆管内去离子水和氧化铜纳米颗粒悬浮液的对流换热特性。根据实验数据,得到纳米颗粒悬浮液相对于去离子水的对流换热强化特性。结果表明,氧化铜纳米颗粒的加入强化了去离子水的换热性能,其强化程度随Re的变化因管径而异,并且与流态有关。     

纳米结构影响沸腾换热特性的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟液体在纳米结构表面的快速沸腾过程.主要研究了纳米结构表面粗糙度以及栏栅形和棋盘形两种排列方式对液体快速沸腾过程以及换热特性的影响.研究结果表明,随着纳米结构表面粗糙度的增加,栏栅形和棋盘形纳米结构表面液体沸腾起始时间均提前.当栏栅形和棋盘形纳米结构表面粗糙度相同时,棋盘形纳米结构表面会进一步缩短液体沸腾起始时间.形成这种现象的原因是纳米结构表面粗糙度的增加,增加了固液接触面积,提高了初始时刻热通量,减小了固液界面热阻,导致表面附近液体动能增大,增大了液体高度方向的温度梯度,有利于液体发生沸腾.当纳米结构表面粗糙度相同时,棋盘形纳米结构表面具有较小的界面热阻,从而缩短了沸腾所需要的时间.     

窄通道过冷沸腾汽化核心密度及汽泡脱离频率的影响因素

本文以水为工质,研究了工况参数对竖直矩形窄缝流道内上升过冷流动沸腾的汽化核心密度和汽泡脱离频率的影响。研究发现,流道间隙越小则汽化核心密度越大,汽化核心密度和最小成核半径存在定量关系;热流密度增大、过冷度降低或压力升高都使汽泡脱离频率增大,热流密度增大时,压力对汽泡脱离频率的影响增大。     

加热面活性气化核心密度的分形描述

本文利用分形几何描述加热面的表面粗糙度，通过定义的“佛腾维数”，建立了以分形维数表示的地沸腾活性气化核心密度与加热面特性之间的关系式，其预测结果与水-不锈钢组合池沸腾实验结果吻合较好．     

NUCLEATE POOL BOILING HEAT TRANSFER OF BINARY MIXTURES WITH DIFFERENT BOILING RANGES

The nucleate pool boiling heat transfer data on a smooth flat surface were measured for three binary mixtures of HC600a/HFC134a, HC600a/HC290, and HC600a/HFC23. Much effort was made to investigate the influence of the boiling range on the pool-boiling heat transfer performance. From the experimental results, the HC600a/HFC23 mixture with a wide boiling range showed lower heat transfer coefficients (HTCs) than the mixture with a narrow boiling range such as HC600a/HFC134a and HC600a/HC290 systems. The measured data were also compared with the results predicted by five well-known correlations. It can be found that the average deviation is less than 25% for mixtures with narrow boiling ranges, but a larger deviation for mixtures with wide boiling ranges.     

微重力池沸腾现象中的临界热流密度

本文利用我国第22颗返回式卫星实验研究了微重力条件下池沸腾临界热流现象,发现基于流体动力学不稳定性机制的LD-Zuber模型可以很好地预测不同重力条件下的池沸腾临界热流变化趋势,尽管热丝无量纲半径比该模型的适用范围扩大了3～4个数量级.这和地面常重力环境中关于临界热流尺度效应的研究结果有很大差异,表明在Bond数很小时,热丝无量纲半径已不再是描述临界热流尺度效应的唯一参数.此外,本文提出了"极限核化尺寸"的概念,来解释了不同条件下临界热流的变化特征.     

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．     

双组分混合物沸腾换热的理论研究

本文利用动态微液层模型对双组分混合物的沸腾换热现象进行了理论预测。本模型认为沸腾换热的机理主要是由于在气泡的周期生长过程中所形成微液层的蒸发。模型中考虑了气泡生长过程中液体传质的影响,给出了气泡生长过程中传热面上气-液-固接触的动态构造,计算结果与实验结果能够较好的符合。     

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。     

小尺度薄油池火沸腾燃烧特性研究

通过对小尺度薄油池火燃烧特性进行实验研究,分析油池不同燃烧阶段的特点,探讨沸腾燃烧对油池燃烧特性的影响。测量了直径分别为0.10 m、0.14 m、0.20 m和0.30 m正庚烷油池火的燃烧速率以及温度分布随时间变化。分析燃烧过程中燃油液面温度和池壁温度的变化规律,研究池壁沸腾传热对油池沸腾燃烧的影响。结果表明:油池沸腾燃烧阶段的燃烧速率明显大于稳定燃烧阶段;燃油液面温度在油池燃烧初期迅速上升至沸点,随后基本保持不变;池壁温度达到并超过燃料的沸点,从而在油池壁面上发生沸腾现象,是油池发生沸腾燃烧的条件。     

水平管内环状流动核态沸腾换热模型

本文在已有的池和外掠平板核态沸腾机理研究的基础上,提出了系统的水平管内饱和流 动核态沸腾理论,建立了水平管内环状流下流动核态沸腾换热的组合模型,并对该模型进行了简化 和数值求解。最后,将计算结果与ＨＦＣ－１３４ａ实验数据进行了比较;结果表明二者一致性较好。