利用红外温度测量方式预测微管内流动沸腾流型

本文利用红外热成像仪对不锈钢微管内水的流动沸腾的壁面瞬态温度场进行了测量。结果表明,相比传统的热电偶测量方式,在微尺度实验中采用红外温度测量瞬态温度场具有更高的可靠性。利用红外温度测量的显示特点,预测不锈钢微管内流动沸腾的流型变化情况,在本文的实验条件下,不锈钢微管内水的流动沸腾流型变化基本上是以单相流、汽塞流和环状流的交替产生为主。     

三维微肋螺旋管内流动沸腾流型与传热性能

采用三维微肋螺旋管进行了制冷剂R134a在管内的流动沸腾传热与流型可视化实验。随着流量和干度的变化,流型可划分为泡状流、塞状流、分层波状流、间歇流以及环状流。在Taitel-Dukler流型图上给出了流型的分区及其转变曲线,讨论了螺旋管内两相流动流型转变的特性。传热实验揭示了质量流量、热流密度及蒸汽干度对传热性能的影响,三维微肋螺旋管的强化因子为1.5-2.1。     

微管内流动沸腾流型的可视化研究

本文设计了一套针对微圆管内流动沸腾现象进行实验研究的实验台,并对微圆管内流动沸腾的流型变化及分布进行了可视化实验研究。在一定质量流率、进口温度情况下,利用高速摄影仪对均匀受热的内径为530μm的水平布置的石英玻璃毛细管内水的流动沸腾流型进行拍摄,得到了相应条件下微管内的相变流型分布图。     

小通道内液氮流动沸腾的可视化研究

通过高速CCD可视化实验,在气体表观速度0.01～26.5m/s,液体表观速度0.01～1.2m/s范围内,对内径为1.931mm垂直向上圆管内液氮流动沸腾的流型特性进行了研究.所观测的主要流型为:泡状流,弹状流,搅拌流和环状流.并绘制了流型图,发现环状流占了大部分的区域,干度大于0.15的区域基本上都是环状流.分析了流量对流型转变的影响,流量越大,相应的流型转变干度越低,而且流量大于820kg/m2s时,没有发现泡状流.通过与相同水力直径的空气-水的流型图比较,发现本文中的弹状流区域要小很多.通用的流型转变模型预测结果与实验结果相差较大.     

微通道内沸腾流动与传热特性耦合机理研究

以水为工质,模拟研究不同条件下水平矩形微通道沸腾流动过程中气泡发生发展及流型演变与温度、压力、传热系数的耦合关系。结果表明：持续吸热的弹状流会占据通道大部分流动区域,易造成堵塞和局部高温;泡状流区域压力波动幅度较小,较长弹状气泡和大雷诺数均会导致较大的局部压降;升高热流密度减小了单相区长度,强化了核态沸腾,提高了通道整体传热性能;增大雷诺数使得通道内气泡尺寸减小,减少了两相流动的不稳定与堵塞现象,通道整体传热性能得以提升。     

多孔材料微通道流动沸腾可视化实验研究

微通道换热器因其结构紧凑、换热能力高、工质消耗少等优点成为解决微小空间"散热难"问题的有效途径之一,采用多孔材料制作的微通道热沉能够极大地增加换热面体比,因而可以进一步提高其换热能力.本文利用可视化手段对槽道翅片顶部与盖板间留有狭缝、通道截面为矩形(400 μm×600 μm)的开放型多孔微通道的流动沸腾现象进行实验研...     

疏水微通道内流动冷凝流型实验研究

实验观测了水力直径为150μm,宽深比3,通道壁面水接触角为130°的疏水矩形微通道内的流动冷凝过程。发现疏水微通道内的流型主要有珠状流、珠状-环状复合流、珠状-喷射复合流和弹状-泡状流。由于壁面的疏水性,喷射流处仍能观察到珠状凝结。珠状-喷射复合流的位置随入口蒸汽Reynolds数的增大而向通道出口移动,喷射频率随Re_v增大而增大。珠状-喷射复合流之后为弹状-泡状流,喷射流产生汽泡会冲击前一汽泡并合并流向通道出口。     

微尺度水平单管内流动沸腾特性实验研究

对非共沸混合工质R134a/R32(75/25)在水平微尺度管道内的流动沸腾换热实验结果进行了分析和讨论,以探究微细通道内流动沸腾换热的主导机制。对影响其换热的多种因素(热流密度、质量流量和质量干度)进行了分析,实验得出,当质量干度较低时,热流密度和质量流量共同控制着微尺度管内的换热方式,当热流密度的影响占主导地位时,管道内的换热以核态沸腾为主;当质量流量的影响占主导地位时,管道内的换热以强制对流为主。     

间断型波纹微通道内沸腾换热特性研究

本文通过MEMS技术设计并加工出一种间断型波纹微通道。采用丙酮为工质,借助高速同步测量系统对间断型波纹微通道内的流动沸腾换热特性进行了实验研究。通过与传统的矩形直通道对比,分析了两种微通道的流型、换热系数和底面温度分布。实验结果表明:间断型波纹微通道的出口处能维持稳定的环状流,有效推迟了局部干涸。由于特殊的壁面结构能提升沸腾换热性能,所以间断型波纹微通道的换热系数要高于矩形直通道,增幅接近70%。相同工况下,间断型波纹微通道底面温差更小,提供了更好的温度分布均匀性。     

蒸发器内流动沸腾过程的可视化实验及调控

本文基于Simulink仿真和高速显微摄像仪设计搭建了一套闭式泵驱两相流回路系统,该系统具有可视化观测和自动控制小通道蒸发器流动沸腾传热过程。开展了小通道蒸发器内流型演变、传热特性和温度动态变化调控的定量研究,重点关注流型、流量、热负荷之间的耦合关系。研究结果表明,所构建的两相流回路系统借助储液罐控温调节能够实现系统运行参数的快速准确调控。小通道内工质流动沸腾呈现出单相流、泡状流、弹状流、搅拌流、环状流和反环状流等流型。对流传热系数随着热负荷增大经历单相流与两相流共存的急剧上升阶段、全区域两相流稳定区的均匀缓慢上升阶段以及处于临界不稳定换热区附近的下降阶段。并且,所采用的自动热控制算法能够实现流量、过冷度、壁温等运行参数的快速准确调控,赋予了泵驱两相流回路系统良好的热管理性能。     

BOILING IN CHANNEL WITH POROUS MATRIX

Experimental data on heat transfer and pressure drop in the case of forced-convection boiling in a channel with a porous matrix are presented. Correlations for the experimental data are given. Example calculation of thermohydrautic characteristics of a heat exchanger with a highly conductive porous matrix has been done using the obtained experimental data. Results of these calculations are presented.     

FLOW BOILING THROUGH V-SHAPE MICROCHANNELS

An experimental facility was set up to study the flow and boiling heat transfer characteristics of water and methanol flowing through V-shape microchannels. The microchannels have hydraulic diameters ranging from 0.2 to 0.6 mm and V-shape groove angles 0 of 30 to 60°. Both the heat transfer and the pressure drop were affected by the thermofluid and geometric parameters such as liquid flow velocity, subcooling, and the hydraulic diameter and groove angle of the microchannels. The experiments indicted that there exists both an optimum hydraulic diameter and an optimum groove angle. The visualization experiments showed that, if there was a good seal between the glass cover and the microchanneled test plate, no bubbles were observed in the microchannels for flow boiling with heat fluxes as high as of the order of 10⁶ W/m², at which fully nucleate boiling with a large number of bubbles would be expected in conventional situations. Fluctuating liquid flow was induced in the microchannels when many bubbles formed in the inlet plenum.     

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.     

具有微槽的圆管流动沸腾实验研究

1引言行化行业大量的立、卧式重沸器等中都涉及沸腾相变传热。超大规模集成电路的正常工作需要具有10’W／m’量级甚至更高的散热能力山，航天热环境控制也同样要求在小温差下具有极高的散热强度问。对于这些高热流、低温差传热问题，往往也采用沸腾相变的方法解决。沸腾强化技术研究有很长历史，已发展出许多有效的方法，Thome问对过去数十年的工作做了系统的综述。具有烧结多孔表面薄展的HIGHFLUX管则，机加工扩展表面的THERMOEXEC－E管问，西德研制的GEWA－T管问，虽然在强化池沸腾时具有优异性能，很少用于强化流动沸腾。在…     

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。     

V形微槽内沸腾液体的流动阻力特性

本文报道纯工质在V形微槽内流动沸腾的流动阻力特性，给出了实验结果，并与有关报道的结果进行了比较，分析了流速和微槽结构参数对流动阻力特性的影响。     

颗粒多孔层在真空状态下的沸腾两相流与传热

在前文［１］实验研究的基础上，利用带液池的多孔壁微热虹吸蒸发段模型，对颗粒多孔薄层在真空状态下的沸腾两相流与传热进行了分析，综合实验数据，建立了传热关联式。     

多孔层在高于一个大气压下的沸腾两相流与传热

在前文［１］工作的基础上，利用微型多孔壁热虹吸管蒸发段模型，对粒状多孔层在高于一个大气压下的沸腾两相流与传热进行了分析；根据实验数据，建立了传热关联式。     

直通道内置肋板绕流的研究

本文应用PIV流场测量方法,对直通道内置肋板的绕流,进行了研究。流动Re数达到100000,肋板与通道高度之比H/L分别为0.1、0.2。实验结果表明: (1)PIV处理得到的肋板后的分离绕流,在不同的时刻,流动形态是不同的,是不规则的、非稳定的流动;(2)一定数量的测量结果经平均后得到结果有一定的稳定性,反映流动有一定的周期性; (3)PUV测量的平均结果与2D定常数值模拟结果有一定的差距。     

水平管内流动蒸发数值模拟及可视化研究

为了研究管内流动蒸发的性能,利用FLUENT对外径为7 mm光管内的流动蒸发过程进行了数值模拟,同时对外径为7 mm的光管和微肋管内的蒸发过程进行了可视化实验.所用工质为R22,实验工况为:质量流速220 kg/(m2s),7℃蒸发温度,15%～20%的入口干度,5～6℃的出口过热度,数值模拟和实验中均观测了流动蒸发中的旋流和脉冲喷射,分析了旋流及脉冲对换热等的影响.