碳纳米管悬浮液强化小型重力型热管换热特性

对水基多壁碳纳米管悬浮液强化小型重力型热管换热特性进行了实验研究。碳纳米管悬浮液质量分数为0. 1%～3%，热管运行压力为7. 45、12. 38和19. 97 kPa。实验结果发现，用质量分数为2. 0%的碳纳米管悬浮液替代去离子水后，热管蒸发段换热性能大幅度提高，临界热通量最大提高了120%。热管运行压力对蒸发段沸腾传热系数有明显影响，压力越小，碳纳米管悬浮液对沸腾换热特性的强化作用越显著。壁面热通量对蒸发段沸腾换热特性也有明显影响，低热通量时碳纳米管悬浮液的强化换热作用不明显，到高热通量时，其强化换热作用显著。     

R134a在水平双侧强化管外沸腾换热

对氟里昂R134a在水平单管外的沸腾换热性能进行了试验研究，试验管为4根双侧强化管。在蒸发温度为8℃时比较不同肋型的强化换热性能。结果表明：所研究的强化管均有明显的强化换热作用，E12管的总传热系数略高于其他强化管，其管外沸腾传热系数相对于光管Cooper公式预测值的强化倍率为2.23～2.71，平均值为2.54。由于R22和R134a的物性不同，其管外沸腾传热系数约比R134a高出20%～40%。试验管的沸腾换热强化倍率与制冷剂的关系不明显。     

二元混合物沸腾换热机理探讨及计算

对二元混合物池内沸腾和流动沸腾换热机理及二元混合物换热关系式进行了探讨，并提出一个新的非共沸混合工质水平管内强制对流蒸发换热关系式。     

基于管内微层蒸发传热机理的热管换热器传热强化研究

基于微层蒸发强化传热理论,对热虹吸管内部设置分流管结构强化沸腾传热机理进行了分析,建立了分流管强化热虹吸管内部沸腾传热模型,并通过大量试验研究验证了理论分析的正确性;同时对热管换热器能量控制方程采用有限差分法进行了数值模拟计算,计算结果与试验结果吻合良好,不仅证明强化传热理论分析与计算方法的正确性,而且表明热管内部强化传热有利于提高热管换热器传热能力、改善热管换热器传热性能及优化热管换热器结构,为工程应用提供依据。     

固体颗粒对池沸腾换热表面上结垢影响的机理分析

报道了固体颗粒对池沸腾换热表面结垢特性影响的实验研究结果。沸腾工质为ＣａＳＯ４水溶液，换热表面材料为紫铜，固体颗粒是０．５～１ｍｍ的玻璃珠。实验结果表明，在平表面池沸腾条件下引入固体颗粒只能在较短的运行时间内起到强化换热的作用。当运行时间较长时，不仅不能强化换热，反而因结垢而使得换热恶化。     

电场分布对R123沸腾换热的影响

采用6种不同电极布置方式，进行了不同电势和热流密度下的R123池沸腾换热的试验研究。通过数值分析，计算了不同电极布置下换热面上的电场强度及分布。不同的电极布置，会导致换热面上电场强度和电场均匀性两方面的变化。结合试验和电场分布的计算结果，分析了电场均匀性、电场强度、热流密度与沸腾换热效果之间的关系。结果表明，在低热流密度下，电场分布对沸腾换热影响较大;而在高热流密度下，影响较小。电水动力学（EHD）强化换热效果是电场强度和电场均匀性综合作用的结果。     

改性SiO2纳米颗粒沸腾沉积层的形成原理及其沸腾换热

实验研究了改性SiO₂纳米流体液滴蒸发后的沉积图案,以及改性SiO₂纳米颗粒沸腾沉积层对沸腾换热的影响。液滴蒸发实验研究表明：改性官能团会影响改性SiO₂纳米颗粒是否吸附在液-气界面,从而推断出在沸腾过程中改性官能团对纳米颗粒沉积方式的影响。沸腾实验研究结果表明：用聚乙二醇基团改性的SiO₂纳米颗粒沸腾沉积层使加热面的平均粗糙度从160 nm大幅增长到977 nm,且能增强纯水的沸腾传热系数;而用磺酸基团改性的SiO₂纳米颗粒沸腾沉积层对加热面的平均粗糙度的改变不明显,只使其增大了60 nm,且恶化了纯水的沸腾传热系数。通过沸腾换热实验结果较好地验证了通过液滴蒸发实验推断出的沸腾过程中改性官能团对纳米颗粒沉积方式的影响。     

微柱结构表面核态沸腾单气泡的数值模拟

利用计算流体力学方法（computational fluid dynamics, CFD）对三维均匀微柱结构表面单气泡核态沸腾过程进行数值模拟研究,使用VOF模型（volume of fluid model, VOF）在界面网格追踪加密的条件下精确捕捉气液界面,同时考虑气液界面和微层处的蒸发,准确获得三维微柱表面单气泡核态沸腾过程中的气泡动力学、温度演化和蒸发换热性能。结果表明,气泡脱离时间为1.79ms,体现了微柱结构促进气泡脱离的强化作用。通过气泡横向和纵向直径的变化准确表征了气泡在脱离过程中的变形过程,并模拟得到该过程流场热边界层及壁面温度的演变规律。同时,通过微层蒸发和气液交界面蒸发功率随时间变化的监测,指出气泡生长过程微层蒸发量占总蒸发量的52%;t=0.95ms后微层蒸发消失,气液界面蒸发维持相对稳定值（0.1~0.2W）直至气泡脱离。蒸发换热特性耦合气泡与壁面接触情况随时间的变化,揭示了单气泡核态沸腾过程蒸发换热机理的阶段性特征及时间分区,为在核态沸腾单个气泡生长脱离过程中更准确划分时间阶段、建立沸腾换热模型奠定基础,提供了参考。     

载气汽油在水平螺旋扁管管束外的沸腾换热

以汽油-空气为介质,在不凝性气体质量含量不超过5%时,分别对导程为200mm、300mm和400mm的螺旋扁管管束外的沸腾换热进行了实验研究,分析了沸腾换热系数随两相质量流量和导程的变化规律。结果表明在一定的汽油质量流量下,沸腾换热系数随质量含气率的增大而降低,而随汽油质量流量的不同,沸腾换热系数的主要影响因素有所不同。并且拟合得到了相关条件下,载气汽油在3种不同导程的螺旋扁管管束外的沸腾强化换热实验关联式。     

中心圆柱电极EHD强化垂直管内沸腾换热的实验研究

以R123为工质采用中心圆柱电极对垂直管内沸腾换热的EHD强化进行了实验,得出了沸腾传热系数与电场强度、热流密度等相关参数的关系.测试了外加电场的电流以及击穿电场强度.从外加电场影响气泡的成长、跃离和运动规律的角度对EHD强化垂直管内沸腾换热的机理进行了分析.     

垂直管内三相流化床沸腾传热特性

研究了三相流化床沸腾传热的特性和影响传热系数的诸因素。在传热过程中，由于固体粒子的存在，强化了传热。以玻璃球粒子为固相的三相流化床沸腾传热系数，是相同条件下汽液两相流沸腾传热的二倍。以铜粒子为固相的三相流化床沸腾传热系数，是相同条件下汽液两相流沸腾传热系数的３倍。     

热管内部强化传热安全及寿命的研究

介绍了利用分流管结构强化碳钢－水热虹吸管内部传热的试验研究,不同充钠量下,高温钠热管中钠－水反应的试验研究和低合金钢－碱金属热虹吸管相容性及寿命的研究。在试验研究的基础上,又相继开发了一系列热管设备,如高含尘气体下的大型热管蒸汽发生器、燃煤高温热管热风炉以及高温高热流密度下的分离式热管取热器,从而反映了近年来热管技术研究开发的一些进展情况。     

动力型热管内R134a流动沸腾传热过程的特性

针对动力型热管内两相流沸腾过程复杂未知,实验复现性差的问题,搭建了动力型热管两相流沸腾传热实验装置,对水平管内R134a工质沸腾传热过程的沿程阻力特性及对流传热系数进行了实验研究,并将获得的实验数据与前人总结的压降、对流传热系数计算关联式进行对比分析。研究表明,Muller-Steinhagen-Heck压降关联式的积分值与实验结果吻合较好,误差在±10%以内;Mohseni关联式在干度大于0.1时所得对流传热系数与实验结果具有较好一致性,误差在±10%以内,但在干度小于0.1时存在较大偏差,部分误差已超30%,为此重新拟合了干度小于0.1时的对流传热系数关联式。该结果可为该类换热器的实验研究、数值模拟及优化设计提供有效的理论参考标准。     

添加剂对流动沸腾传热的影响

研究了添加剂对垂直管内流动沸腾传热的影响,选用W/O型聚丙烯酰胺(简称PAM)和十八烷胺(简称ODA)为添加剂,研究添加剂水溶液的性质、添加剂浓度、流速、热通量、聚合物分子量等因素对流动沸腾传热的影响.采用X光射线光电子能谱仪测试了添加剂分子在管壁上的吸附情况,并对壁面特性进行了分析.研究结果表明,W/O型聚丙烯酰胺和十八烷胺都具有强化流动沸腾传热的性能,而且有最佳浓度范围。PAM还具有减阻性能,因而可提高流速来强化流动沸腾传热。     

传热单元法和传质单元法的类似

提出了传热与传质单元法间存在类似的概念。据此,不仅可由较易取得的、用于套管换热器传热过程的计算式求得用于填料塔气体吸收操作的有关公式,而且也为这二者间的模拟建立了理论基础。     

甲醇在改进型机加工多孔管上池核沸腾换热特性的研究

测度了甲醇在９根第二代机械加工表面多孔管（ＪＫ－２管）、１根第一代机械加工表面多孔管（ＪＫ－１管）和１根光滑管上的单管饱和池沸腾传热系数,结果表明,ＪＫ－２管比ＪＫ－１管能更有效地强化甲醇的池沸腾传热。提出了一个简化的池核沸腾强化传热机理,并导出了相应的池核沸腾强化的传热关联式,该关联式与实验数据吻合良好。     

ELECTROHYDRODYNAMIC ENHANCEMENT OF NUCLEATE BOILING HEAT TRANSFER IN HEAT EXCHANGERS

The effect of a radial d.c. electric field on nucleate boiling heat transfer was investigated experimentally using a single-tube shell/tube heat exchanger. A dielectric liquid (Freon R. 114) was used in the shell and the tube was heated by circulating water through it.

It was found that the application of a sufficiently intense electric field to the boiling heat transfer surface resulted both in the elimination of boiling hysteresis and the enhancement of heat transfer for the range of superheat studied. An application of approximately 20 kV was more than sufficient to eliminate the hysteresis.

It was also observed that there appeared to be a transition between two situations. At lower superheat there is an appreciable improvement in the heat transfer coefficient due to both initial (0 to 10 kV) and incremental (10 to 20 kV) voltage increases. At higher superheat, however, the greater improvement (about four times) is obtained with the initial voltage application     

电场强化乙酸乙酯自然对流和沸腾换热的实验研究

对沉浸于强极性有机液体工质乙酸乙酯中的平板表面上的自然对流和沸腾换热的外加电场强化进行了实验,得出了自然对流和沸腾换热的表面传热系数、强化效果与电场电压、热通量的关系.实验数据表明,外加电场对平板表面自然对流换热的强化效果好于对沸腾换热的强化效果.实验条件下,当施加外电场时,平板表面的自然对流换热的传热系数最大可达到无外电场时的6～7倍,沸腾换热的传热系数最大可达到无外电场时的4～5倍.     

垂直管内不互溶液滴群直接接触汽化传热

在一气升式外循环实验设备中研究了冷剂正戊烷与热流体水在垂直管内直接接触汽化传热过程。根据单液滴不互溶冷剂汽化关联式，推导出多液滴汽化过程中局部和平均体积传热系数表达式，表达式较好地解释了实验结果。讨论了冷剂表观流速、冷剂与热流体间的传热温差对体积传热量ｑｖ和体积传热系数ａｖ的影响；以及冷剂表观流速对冷却温差的影响。