微细通道CO_2流动沸腾换热临界热流密度研究

CO2在微细通道内流动沸腾换热过程所具有的临界热流密度(CHF)对于其换热系数有着重要影响。根据国内外现有发表的公开文献的实验数据分析了质量流量、饱和温度、管径等对临界热流密度的影响,并对理论模型与试验数据进行误差分析。发现Bowring预测关联式对小于3 mm管径内临界热流密度预测精度较高,在30%误差范围内可以达到70%预测精度,Wojtan预测关联式具有较小的平均绝对误差。提出了今后CO2在微细通道内沸腾换热CHF的研究方向。     

石墨纳米溶液的沸腾传热特性研究

为研究强化沸腾传热系数和临界热流密度的方法,本文采用石墨纳米溶液作为沸腾工质,分析了不同质量浓度的石墨纳米溶液对沸腾传热系数和CHF(临界热流密度)的影响。实验结果表明:相比去离子水,石墨纳米溶液能够强化沸腾传热系数,在测试工况下,传热系数最大可增加30%。当石墨的浓度从0.05 g/L增大到2.5 g/L时,沸腾传热系数的强化效果先增大后减小。同时,纳米溶液使CHF得到增强,随着浓度的增大,CHF的强化效果也是先增大后减小。在实验测试的工况中,1 g/L石墨纳米溶液强化沸腾传热的能力最强,此时的CHF值也最大。石墨纳米溶液沸腾后,加热表面亲水性增强,静态接触角变小,这是CHF提高的一个重要因素。     

水平窄空间沸腾传热的实验研究

通过对五种尺寸的窄空间试验元件分别以水和乙醇做工质进行实验。研究了窄空间间距、窄空间尺寸、不同工质及不同热流密度对窄空间沸腾性能的影响。结果表明：当窄空间尺寸与热流通等因素组合恰当时。其换热系数可比大空间池沸腾提高3～6倍；临界热流密度有所降低。     

平板滞止区内饱和液体喷流沸腾的临界热流密度

对高温平板滞止区内饱和液体的圆形喷流冲击沸腾的临界热流密度进行了系统的稳态实验研究。考察了不同液体、流速和喷流直径等系统条件对喷流沸腾临界热流密度的影响。建立了一个预示临界热流密度的半理论半经验型方程，其基本形式采用过去的研究结果，方程系数由本研究的实验数据拟合得到。研究结果证明，饱和液体喷流冲击沸腾的临界热流密度取决于液体物性、滞止冲击速度和喷流直径。本研究得到的半理论半经验公式在广泛的实验范围内能很好的预示喷流沸腾的临界热流密度。     

多孔表面新型复杂结构优化沸腾传热的实验研究

报道了R11在烧结多孔表面开槽时沸腾传热的实验研究，实验发现，与普通槽道和双空隙层多孔表面相比，沸腾换热增强，沸腾表现为液体灌注、槽道起泡、底部蒸干三个区，对特定的多孔层，开槽可获得更好的换热效果。带槽道的多孔表面实验件与均匀多孔表面相比，在相同壁面过热度（θ）条件下，热流密度（q）提高2－10倍，临界热流密度提高2－4倍。     

微纳结构铜表面低液位池沸腾实验研究

采用两步电镀法,在改变电流密度的情况下制备出具有不同微纳结构和润湿特性的A、B两个表面,并应用于低液位饱和池沸腾的实验研究中。通过与铜表面对比,发现两个表面在低热流密度情况下,传热系数要高于铜表面,但液位降低时传热系数提升幅度较小,原因在于铜表面沸腾气泡较大,液位降低气泡脱离有很大影响,而表面A、B沸腾气泡较小,液位降低主要对气泡扰动产生影响;当热流密度增大后,两个微纳结构表面气泡聚合严重,传热系数要低于铜表面,而且三个表面在高热流密度下,液位降低提升传热系数的幅度都有所降低。     

多壁碳纳米管纳米流体的大容积沸腾

通过在直径为12 mm的沸腾表面进行的多壁碳纳米管阿拉伯树胶水溶液的大容积沸腾实验,研究其沸腾传热特性。纳米流体的沸腾传热效果弱于阿拉伯树胶水溶液,烧毁点的过热度增加而临界热流密度减小,同时,阿拉伯树胶水溶液的传热效果劣于水。纳米颗粒在沸腾加热表面富集、结垢引起液体密度、沸腾表面上活化核心数目的变化,随传热时间的延长,垢层结构包括毛细孔直径、空隙率、垢层厚度不断发生变化,进而引起蒸汽在毛细孔中的流动阻力不断增加、加热表面和垢层间热阻增加,沸腾表面的活化核心数目减小,阿拉伯树胶在蒸发表面的局部富集、黏度大大增加,最终导致沸腾传热恶化。     

“球囊夹紧法”取出锁骨下动脉支架推送杆断裂残端一例

针对水平光滑管和微肋管,基于FLUENT平台对制冷剂管内沸腾传热特性进行了数值模拟,研究质量流量、热流密度及干度等因素对制冷剂R245fa沸腾换热系数的影响。模拟结果表明:沸腾换热系数随着制冷剂质量流速与热流密度的增加而提高;随着干度的增加,换热系数先增加再降低,并在x=0.7时达到极大值;相比光滑管,微肋管内制冷剂的沸腾传热系数能提高10%~25%。     

水平管内制冷剂沸腾传热特性的数值模拟

针对水平光滑管和微肋管,基于FLUENT平台对制冷剂管内沸腾传热特性进行了数值模拟,研究质量流量、热流密度及干度等因素对制冷剂R245fa沸腾换热系数的影响。模拟结果表明:沸腾换热系数随着制冷剂质量流速与热流密度的增加而提高;随着干度的增加,换热系数先增加再降低,并在x=0.7时达到极大值;相比光滑管,微肋管内制冷剂的沸腾传热系数能提高10%~25%。     

临界热流理论模型的回顾以及新的发展

对饱和池沸腾状态下的临界热流(CHF)模型及其新发展进行了归纳和总结,指出现有实验结果的解释理论还不够充分,所用的分析模型都是基于时空平均后的结果,掩盖了沸腾的动态特性。新的实验手段应研究各影响参数对CHF的作用,如利用微型光学探头和微型热电偶来对厚液层的流体性质和热工性质进行实验研究,以获得对CHF现象更深入的认识。     

Evaporating characteristics of a microlayer under a bubble

Using the Hallinan‐Ervin model, the flow and evaporation in a bubble microlayer were theoretically analyzed, and the dryout characteristics and Staub's criterion were discussed in detail. It was revealed that the critical dryout radius is associated with the wettability of the heated surface, and that the dominant role for microlayer evaporation is disjoining pressure, not surface tension gradient. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Heat Trans Asian Res, 31(6): 456–462, 2002; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/htj.10052     

凝汽式汽轮机在变工况下流动状态的判别

从汽轮机的基本工作原理出发，得出在临界状态下，临界压力与临界流量和初温平方根之积成正比变化等重要结论，用这些结论可确定汽轮机变工况后流动状态。不仅简化了汽轮机的变工况计算，而且丰富了汽轮机的变工况理论。参3     

建筑火灾中回燃现象的临界条件实验研究

回燃是在通风受限的建筑火灾进入缺氧燃烧甚至闷烧后，由于新鲜空气的突然大量补充引起热烟气急剧燃烧的现象。回燃现象由于其突然性和强大的破坏性威胁着人类的安全，特别是消防人员的安全。为了研究建筑火灾中回燃现象的临界条件，建立了一套小尺寸回燃实验装置，并进行一系列的实验；实验结果表明：腔体内的燃料质量分数是回燃的决定性参数，当它达到某个临界值时，回燃必然产生。     

点燃式发动机爆震测量及其强度分析

利用光纤传感器和压力传感器对发动机缸内爆震燃烧进行探测，在研究和测量临界爆震及轻度爆震时，探索其应用的可行性，利用信号变化率以及表征爆震强度的带通信号峰值幅值指标和信号幅值时域均方根指标，系统比较了光信号和压力信号在测量临界爆震方面的应用。试验研究表明，光信号在研究临界爆震及轻度爆震燃烧等方面具有更明显优势。     

某超临界锅炉水冷壁上集箱管接头裂纹分析

某超临界锅炉水冷壁上集箱管接头出现多处裂纹,本文将针对产生裂纹的过程进行介绍、原因分析,并提出一些改进建议,望为今后的类似问题提供参考。     

WDH型气泡雾化喷嘴临界现象研究

对ＷＤＨ型气雾化喷嘴出口的临界现象进行了理论与实验研究，这些研究结果不仅为今后设计良好工作的气泡雾化喷嘴提供了可靠的数据库，还有助于进一步探索气泡雾化喷嘴的机理。     

螺旋板稳定性分析和计算

基于经典线弹性稳定理论建立了有定距柱支承螺旋板稳定性分析的力学模型，推导了计算临界压力的理论公式并给出了工程算例，提出了一些对工程设计有益的结论。     

超超临界百万千瓦等级汽轮机技术特点

随着电力需求的迅猛发展和发电技术的不断升级,对于资源严重紧张的我国,发展大容量高效率、节能环保型汽轮发电机组已迫在眉睫。哈汽和东芝公司合作设计、制造的单轴、四缸四排汽1 000MW超超临界汽轮机组,通过最优化设计,并采用具有运行业绩的积木块组合,适应高蒸汽参数的新材料。汽缸全部采用中分面结构以方便安装和维修,双层缸结构使温度梯度分配合理,降低热应力。全三维冲动式叶片、独特的汽封设计,以及采用目前世界上最长的48″（1 219mm）钢制叶片,其经济性比常规超临界机组提高2.5%。     

汽轮机转子模型振动特性的实验与计算分析

搭建了最高转速为8 000 r·min-1的转子振动测试实验台,使其可以实现单双跨转子动平衡和临界转速的振动测试。用幅频图法测量转子模型的临界转速,实验测得转子的转速—振幅图,由于副临界转速的存在,所以不能确定振幅波峰是转子的临界转速还是副临界转速。为了区分副临界转速和临界转速,利用ANSYS软件对转子进行模态模拟计算,判定了转子的临界转速和副临界转速。用影响系数法将不平衡转子进行实验配平,通过动平衡前后振动波形图、幅频特性图和轴心轨迹图的比较,证明了动平衡实验取得了良好的效果。     

不同跨接模型对临界区域热力性质计算的影响

经典状态方程虽然能够描述远临界区域的热力学性质，但由于临界区密度涨落的影响，无法精确描述流体在近临界的热力学性质。在简单的经典状态方程基础上引入跨接模型，使得跨接方程能够较好地描述流体近临界区和远临界区的热力学性质。以较为常用的PR方程为基础，比较了引入不同跨接模型（跨接正弦模型‐1（CSM ）、跨接解析正弦模型（ASM ）和跨接正弦模型‐2（NSM ））后的跨接方程对丁烷、戊烷及己烷的相平衡和单相区性质的计算效果，发现PR／CSM方程和PR／ASM方程相平衡计算精度相当，优于PR／NSM 方程，对于单相区性质，PR／ASM方程计算偏差最小，优于PR／CSM方程和PR／NSM方程，而且PR／ASM方程的跨接函数为显式函数的形式，简化了计算过程，使用更方便。