窄缝通道中液氮的临界热流密度实验研究

本文在实验的基础上对窄缝通道中液氮的临界热流密度进行了实验研究。实验针对3个不同长度和间距尺寸的窄缝通道在多方位倾角的情况下进行。实验测量结果显示窄缝的方位倾角和窄缝的间距尺寸对临界热流密度有很大的影响。临界热流密度随窄缝间距尺寸的减小而减小,随着窄缝倾角的变化先增加(0°-90°)后减小(90°-180°),而窄缝长度对临界热流密度的影响作用较为复杂。通常,临界热流密度在倾角为90°时达到最大值。     

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.     

多方位矩形窄缝中液氮沸腾传热特性实验研究

本文实验研究了常压下液氮在多方位矩形窄缝通道中的沸腾传热特性。研究发现液氮在不同窄缝方位角时,壁面过热度有差异;窄缝间隙愈小,沸腾传热系数愈高。在中等热流密度下,强化传热作用明显,传热系数可达常规光管的3～5倍。加热面呈0°和180°放置时,在相同热流下其他角度尚处于核态沸腾区时,已达CHF点。     

常压下液氮窄缝池沸腾实验研究

采用玻璃钢 (FRP)制成的矩形窄缝 ,对三种不同的间隙尺寸 ,分加热面与水平面呈 0°,4 5°,90°,135°,180°五种角度 ,以液氮为工质进行了 15组池沸腾实验。得出结论 :液氮在窄缝中的沸腾传热有明显的强化换热效果 ;加热面所处角度不同 ,在相同热负荷下壁面过热度亦不同 ,滑移汽泡和微液膜蒸发机理在通道中发挥的作用也相应不同。该研究对于有限空间传热强化的机理和实际应用都有一定的参考价值和指导意义。     

竖直矩形窄缝内流动沸腾压降实验与模型研究

本文实验研究了水在间隙为2.1、2.2、3.6 mm的垂直矩形窄通道内流动沸腾压降,包括入口过冷的情况,得到了在不同操作条件下压降随热流密度的变化曲线,同时分析了曲线变化的原因.实验结果发现:在实验参数范围内,流动沸腾的压降随着质量流速、热流密度和入口干度增加而增大;随着窄缝间隙的增大而减小.窄通道内的压降计算与大通道有显著不同,本文针对窄通道的特点,修正了传统的压降计算模型,模型预测值与实验结果比较,误差在±15.4%之内.     

毛细管中液氮的沸腾传热特性实验研究

在本研究中,采用控制热流密度的方法对放置于毛细管中的细小加热丝在液氮中的传热特性进行了实验研究, 在实验中详细研究了毛细管直径尺寸d(0．24-3．8 mm)和位置倾角θ(0°-90°)对传热特性的影响．实验结果表明毛细管的直径尺寸和位置倾角对传热性能有很大的影响,在一定的范围内对传热具有强化作用。     

竖直矩形窄缝通道过冷流动沸腾的实验研究

本文以去离子水为实验工质,对常压下竖直窄缝通道内过冷流动沸腾的气泡特性进行了实验研究。通过可视化实验分析发现,汽化核心密度主要受壁面过热度影响,气泡脱离直径受壁面过热度、主流过冷度以及质量流速影响。拟合了汽化核心密度和气泡脱离直径的经验关系式,预测结果与实验值误差较小。     

窄缝内汽液两相临界流实验研究

本文实验研究了高过冷水在窄缝内形成的汽液两相临界流动现象,考察了水的泄漏率与容器内压、温度、流道几何尺寸等影响因素之间的关系,给出了一个简单的拟单相流预测关系式,和实验数据的比较表明,该关系式可以较好地预测高过冷水在窄缝内形成的气液两相临界流动现象.     

双面加热环形通道内干涸点的确定

根据环形管通道内流体流动和换热的特点,以Kirillov和Smogalev提出的干涸点理论模型假设为基础,从最基本的质量守恒方程出发,并引入临界液膜厚度等相应的辅助模型,得到了双面加热环形通道内流动沸腾干涸点的理论模型。同时针对间隙为1.0mm和1.5mm的环形窄缝进行了低压低质量流速工况下干涸点的实验研究。比较发现理论模型预测值与实验结果基本相符。说明本文提出的理论模型适用于低压低流量条件下的窄环形通道。实验同时发现:环状流临界热流密度在系统压力为2.2MPa达到最大值,临界含汽量随质量流速的增大呈缓慢下降趋势。     

水平矩形窄缝通道内水沸腾流动特性实验研究

以去离子水为工质,在1.0～6.0 MPa的压力范围内对大宽高比(1.0×60 mm,1.8×60 mm,2.5×60 mm)矩形窄缝通道内水的两相沸腾流动特性进行了实验研究.分别采用均相流和分相流模型对试验数据进行处理并得到了相应的修正经验关系式,关系式预测值与实验值符合较好.     

竖直微槽道内沸腾换热CHF实验研究

对于沸腾换热,一个主要的约束条件就是临界热流密度(Critical Heat Flux,简称CHF)。这个约束条件对沸腾换热量有一个最高值的限制。文中对矩形微槽道中的流动沸腾临界热流密度进行了实验研究。实验数据是在不同尺寸(0.15mm;0.4mm;1mm)微槽道中,在较大范围的面积质量流速和不同进口过冷度下,以去离子水为工质得到的。实验过程中发现,达到CHF时,靠近出口壁面温度会突然升高,此时传热效率迅速下降。实验数据分析结果表明:CHF随质量流量的增加而增加;进口过冷度对CHF没有明显影响;CHF随着出口干度的增加而降低。     

平板蒸汽腔与微热管阵列组合式传热装置

本文对一种平板式蒸汽腔(均温板)与微热管阵列组合式换热装置进行了传热特性的研究,并将其用于大功率LED的散热.这种组合式换热装置既具有均温板的超高临界热流密度与全向传热的特性,同时具备微热管阵列远距离热输运的优良特性,是解决诸多高热流及其它极端条件下的散热,尤其是被动散热问题的有效方式.     

Conduction of Strongly Coupled Electrons Through Narrow Channels on Liquid Helium Surface: Simulation

The conduction of electrons through narrow channels formed on the surface of liquid helium is analyzed by numerical simulations. It is shown that, when electrons are strongly coupled, we have nonlinear and even negative dependence of conductance on the width of the constriction which is controlled by the gate voltage (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

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…     

Constructal Optimizations of Line-to-Line Vascular Channels with Turbulent Convection Heat Transfer

The multi-scale line-to-line vascular channels (LVCs) widely exist in nature because of their excellent transmission characteristics. In this paper, models of LVCs with turbulent convection heat transfer are established. Based on constructal theory and the entropy generation minimization principle, the constructal optimizations of LVCs with any order are conducted by taking the angles at bifurcations as the optimization variables. The heat flux on the channel wall per unit length is fixed and uniform. The areas occupied by vasculature and the total volumes of channels are fixed. The analytical expressions of the optimal angles, dimensionless total entropy generation rate and entropy generation number (EGN) of LVCs with any order versus dimensionless mass flow rate are obtained, respectively. The results indicate that the dimensionless total entropy generation rate of LVCs with any order can be significantly decreased by optimizing the angles of LVCs, which is significantly more when the order of LVCs is higher. As the dimensionless mass flow rate increases, the optimal angles of LVCs with any order remain unchanged first, then the optimal angles at the entrance (root) increase, and the other optimal angles decrease continuously and finally tend to the respective stable values. The optimal angles of LVCs continue to increase from the entrance to the outlet (crown), i.e., the LVCs with a certain order gradually spread out from the root to the crown. The dimensionless total entropy generation rate and EGN of LVCs first decrease and then increase with the growth of the dimensionless mass flow rate. There is optimal dimensionless mass flow rate, making the dimensionless total entropy generation rate and the EGN reach their respective minimums. The results obtained herein can provide some new theoretical guidelines of thermal design and management for the practical applications of LVCs.     

超临界二氧化碳在突扩管中对流换热的流动特性研究

对流动分岔后的超临界二氧化碳在平面对称突扩管中进行强迫对流换热进行了数值模拟,研究了热流密度在流体发生流动分岔现象后流动特性的影响。计算结果表明:随着热流密度的增加,临界雷诺数和转换雷诺数减小,流动稳定性遭到削弱;对应于相同的雷诺数,由于流动分岔引起的不对称压力分布随着热流密度的增加对应于突扩管上、下半部有不同变化规律,这使得对应回流区的大小分别减小和增大。     

Heat flux instability of a shear Alfvén wave

An electron distribution which carries a heat flux is unstable to shear Alfvén wave perturbation. The critical heat flux is estimated for a low-β plasma.     

Thermal Performance Enhancement of Thermosyphon Heat Pipe with Binary Working Fluids

Thermal performance of a thermosyphon heat pipe using ethanol-water and TEG-water with variations of parameters such as the mixture content, the pipe diameter, and the working temperature have been studied in this research work. From the experiments, it is found that at low temperature of heat source (less than 80^oC), the ethanol-water mixture has a higher heat transfer rate than that of water and close to that of pure ethanol. In the case of TEG-water mixture, the heat transfer rate of the thermosyphon varies with the content of TEG in the mixture, and it is found that TEG in the mixture can increase the critical heat flux due to the flooding limit in a small thermosyphon. The boiling equation of Rohsenow and the condensation equation of Nusselt are modified to predict the heat transfer coefficients inside the thermosyphon. For the mixtures, the weighted average of the heat transfer coefficient of each component can be used to predict the total heat transfer coefficient. Furthermore, it is found that Faghri's equation can be used to predict the critical heat flux due to the flooding limit of the thermosyphon with the binary mixtures.