水平三维内微肋管在局部蒸干区的沸腾换热及其关联式

为了得到不同流型下的换热性能 ,以 R1 3 4a为实验工质在一种水平三维内微肋管内进行了流动沸腾换热实验研究 ,通过可视化等措施对得到的主要流型及其转换曲线表示在 G-x图上。对局部蒸干区的沸腾换热特点进行了讨论 ,并根据此区域换热的特点 ,沿周向管壁分成两个部分 ,即 :蒸干部分和非蒸干部分。对于非蒸干部分又分为淹没微肋的底部液体 ,且认为同环状流换热机理相同 ,而另一部分认为液休带领在沟槽中 ,从而得到了此区域的换热实验关联式 ,此换热关联式与实验值的最大偏差在± 1 6%以内     

三维内微肋水热管强化传热实验

首次报道了三维内微肋两相闭式热虹吸管的传热性能，在实验范围内，与光管相比，竖直放置时，平均沸腾换热系统可以提高50%-238%，平均凝结换热系数可以提高100%-222%，小倾角下，平均沸腾换热系数可以提高51%-171%，平均凝结换热系统可以提高42%-17%，三维内微肋结构能够大大强化热管的沸腾换热与凝结换热，有效地减小热管的内热阻。     

紧凑型强化传热管管束受限空间内沸腾强化换热特性

采用满液式蒸发换热器，利用强化传热管管束受限空间内早期沸腾强化机理，将中小热负荷条件下的自然对流换热转化为核沸腾换热。其换热性能大大优于降膜式蒸发换热器。对紧凑型滚压表面传热管管束在受限空间内沸腾强化换热进行实验研究，确认了满液式蒸发换热器使用紧凑型滚压强化管束具有良好的换热性能，在小管间距时有显著的沸腾换热复合强化效应。     

微尺度通道内流动沸腾研究综述

阐述了微尺度通道内传热问题出现的工程背景——高密度微电子器件的冷却。对当前国内外微尺度通道内流动沸腾换热特性的研究现状进行了归纳。突出分析了工质种类、微尺度通道的几何参数和工质的工况参数等对微尺度通道内流动沸腾换热特性的影响。同时分析了微尺度通道内流动沸腾换热的强化机理、流动阻力特性、压降关联式和沸腾换热关联式的理论和实验研究。最后根据分析对今后的工作提出了一些建议。     

外加电场强化苯自然对流和沸腾换热的试验研究

对沉浸在非极性有机液体工质苯中的平板表面自然对流和沸腾换热的外加电场强化进行了试验，得出了自然对流和沸腾换热的换热系数、强化效果与电场电压、热流密度的关系。试验数据表明外加电场对平板表面苯的自然对流换热和沸腾换热都有一定的强化效果，但外加电场对平板表面苯自然对流换热的强化效果明显好于对沸腾换热的强化效果；且平板表面苯的自然对流换热的强化效果与试验所给定的热流密度无关，而外加电场对平板表面苯的沸腾换热的强化效果随热流密度的增大而减弱。     

水平微细管道内R717沸腾换热特性研究

搭建了氨(R717)沸腾换热测试台,对内径3 mm水平光管内R717的沸腾换热特性进行了测试,分析热流密度、干度、饱和温度及质量流率对沸腾换热及换热方式的影响。实验热流密度15～40 kW/m~2,质量流率40～160 kg/(m~2·s),饱和温度-5、0和5℃,干度0.1～0.9。结果表明:在氨制冷剂管内沸腾换热的过程中,质量流率过低和热流密度过高会导致干涸传热恶化,换热形式由核态沸腾换热向气态氨制冷剂强制对流换热转变,同时也影响干涸的起始干度;在干涸发生前,沸腾换热系数随着干度的增加而增大,逐渐达到峰值;在干涸发生后,传热恶化导致换热系数急剧降低;饱和温度升高会加快核态沸腾气泡生成速率,强化沸腾换热,但干涸的起始干度随着饱和温度升高而降低。     

微型螺旋管蒸发器的沸腾换热与阻力特性实验研究

设计、制造并测试了一种微型螺旋管蒸发器。对微型螺旋管蒸发器的沸腾换热与阻力特性进行了实验研究。根据实验数据获得雷诺数在1460~10000范围内流阻系数与雷诺数的计算关系式。实验结果表明,这种微型蒸发器换热量超过300W。     

强化传热管束狭窄空间内R_11的沸腾换热特性

对紧凑型滚压面传热管管束狭窄空间内R－11的沸腾强化换热进行了实验研究,确认了由紧凑型滚压强化管束组成的满液式蒸发换热器具有良好的换热性能。其原理是利用强化传热管管束狭窄空间提前从自然对流换热转换为旺盛核沸腾换热,实验结果确认了管束形成的狭窄空间和强化传热面两种强化技术对沸腾换热的强化效果不能简单叠加。     

紧凑满液型叉排管束蒸发换热器内水的沸腾强化换热特性

采用紧凑满液型蒸发换热器,利用水平传热管叉排管束狭窄空间内早期沸腾强化换热机理将中小热负 荷条件下的自然对流换热转化为旺盛核沸腾换热,换热性能大大优于传统的降膜式蒸发换热器。对水平传热管 管束在受限空间内沸腾强化换热进行实验研究,确认了紧凑满液式水平管蒸发换热器具有良好的换热性能,传 热管在管束中的位置对换热特性已经没有明显影响,随着压力增加,受限空间内沸腾强化换热强化效果显著增 加。     

纳米尺度固体悬浮颗粒强化池沸腾换热的实验研究

文中对纳米尺度的固体悬浮颗粒对泡状池沸腾换热的影响进行了实验研究，固体颗粒为粒径0.0016mm的黄沙和28nm的三氧化二铝粉末。实验分析了悬浮颗粒的沸腾特性，并讨论了颗粒大小、颗粒浓度对换热的影响。实验结果表明，在池沸腾条件下加入纳米尺度的固体颗粒能够有效的强化换热，强化效果与固体颗粒的大小及颗粒密度有关。     

微通道和小通道内流动沸腾换热的研究

介绍了小通道、微通道内流动沸腾换热机理的最新进展，其中包括国内外学者对各种形状的单通道小通道内流动沸腾现象的解释及其对换热系数影响的各种不同看法，以及微通道内流动沸腾换热现象研究的概况；还介绍了小通道和微通道内流型转变的研究现状，指出了各研究者研究结果的差异，并提出要进一步探索小通道微通道内流动沸腾换热现象，必须借助更先进的观测手段等。     

缩放管管外流动沸腾换热的数值模拟与场协同分析

本文利用FLUENT软件对制冷剂R134a在光管和缩放管水平管外沸腾传热进行了三维数值模拟,得到了其饱和泡状沸腾过程中体积含汽率的分布规律,并比较了它们的换热系数,结果表明:缩放管外侧能够很好地强化沸腾传热.此外,通过改变边界条件分析了质量流量、热流密度的变化对缩放管管外沸腾换热系数的影响.最后应用场协同理论,从局部换热角度分析其强化机理.研究表明:缩放管水平管外沸腾换热得到强化的原因是其凹槽前后的速度场与温度梯度场之间夹角更小,协同程度更好.     

满液型海水淡化蒸发器的换热特性研究

海水淡化装置，太阳能或余热吸收式制冷机中的蒸发换热器目前使用管排外降膜式蒸发方式。如将传热管束紧凑排列置于饱和状态液体中则变为满液式蒸发换热器，利用传热管束间受限空间内早期沸腾强化换热机理，将中小热负荷条件下的自然对流换热转化为核沸腾换热，在间隙尺寸适宜时，其换热性能可能优于降膜式蒸发换热器。该研究以盐水为实验工质，对紧凑传热管束受限空间的沸腾换热进行了实验研究，确认了满液式蒸发换热器也具有很好的换热性能，在中小热负荷条件下甚至超过降膜式蒸发换热器。     

3mm微细通道内R134A沸腾换热压降特性研究

环保型制冷剂R134A作为R22的替代品已广泛应用于各种制冷技术,在不断探索更完美的制冷剂替代品过程中,微细通道换热技术也逐渐成为近些年的研究热点。为了研究R134A在3 mm紫铜管内沸腾换热过程中的压降特性,在饱和温度为0～20℃、热流密度为5～10 kW/m~2、干度变化在0～1、质量流率在300～500 kg/(m~2·s)的实验工况下进行实验,通过对压力、温度和干度等重要物理参数的控制和试验数据的分析,得出以下结论:压降在相同干度区随质量流率的增大而增大,但在高干度区和低干度区的增幅不同;干度对压降的影响很大程度上与沸腾过程中的流动型态发生变化相关;饱和温度与压降的关系主要呈现负相关;而热流密度在压降影响中的占比则是很小的一部分。     

三维微肋螺旋管内R134a沸腾环状流区的传热与关联式

首次实验研究了制冷剂R134a在三维微肋螺旋管内流动沸腾环状流区的流动与传热性能。对流型的可视化观察发现：当质量流速大于100kg／(m^2s)时。螺旋管内才开始出现环状流。环状流的起始干度为0．3、0．4。在流型图上给出了环状流区与其它主要流型的分区。回归了实验环状流区的传热实验数据，得到的传热关联武计算值与实验值的平均绝对误差为9．1％。     

低压条件下紧凑式顺排管束满液型蒸发换热器的强化换热特性研究

提出了一种新型紧凑式顺排光滑管束组成的满液式蒸发换热器。在低压条件下对水平光滑顺排管束的小空间内沸腾强化换热特性进行了实验研究,确认了管距、管位置和运行压力对强化换热性能的影响。实验表明存在一个能得到最大强化换热效果的最佳管距,这一最佳管距接近沸腾气泡的脱离直径。压力对强化换热效果也有重要影响:随着压力降低,强化换热效果也逐步减弱。实验结果对高效节能型蒸发换热器设计提供了设计基础。     

R245fa有机工质在Turbo-EHP管外流动沸腾换热实验研究

结合沸腾传热问题,通过凝练并设计实验系统,研究有机工质R245fa在高效蒸发换热管Turbo-EHP管外流动沸腾传热的性能,分析有"孔穴"结构的表面强化管的强化机理。实验中通过改变热源流量、温度以及工质流量等参数,研究其与局部以及平均沸腾换热系数之间的关系。实验结果表明,Turbo-EHP型管前、中、末3段的强化效果不同,在前段气泡热阻对换热性能有一定的影响,中段换热效果达到最优,末段由核态沸腾转为气与壁面的对流换热,换热效果减弱;且随着工质流量的增大,沸腾性能显著增强。     

表面微结构对流动沸腾中核沸腾抑制因子的影响

用两根内表面微结构不同的水平光滑管环状流区流动沸腾换热实验数据，采用叠加模型分别建立了流动沸腾换热关系式，并比较它们的抑制因子。结果表明，表面微结构对抑制因子有显的影响；当表面的平均凹腔半径较大时，抑制因子明显增大。表明表面微结构改变对流动沸腾换热能起到较好的强化作用。     

内燃机冷却水腔表面形貌对沸腾换热影响的研究

愈发严重的能源和环境问题要求内燃机的结构更加紧凑和复杂,导致缸盖等零部件所受的热负荷急剧增加,这对其内部冷却水腔提出了更高的换热要求。对流换热已不能满足苛刻的冷却要求,沸腾换热应运而生。据气泡动力学可知,汽化核心更倾向于分布在狭窄的凹坑处,因此在加热面上布置一定的表面形貌能够有效提高沸腾换热效果。文中设计4种形貌,并比较分析不同形貌的强化换热能力。结果表明:圆柱形凸起形貌强化沸腾换热和对流换热的效果最好,其次是圆柱形凹坑形貌,圆台形凹坑强化沸腾换热的效果好于半球形凹坑形貌,但强化对流换热的效果比半球形凹坑形貌差。不同凹坑形貌,汽化核心更倾向于分布在凹坑底部的狭窄区域,圆柱形凹坑底部狭窄区域的范围最广,有利于汽泡成核,圆台形凹坑次之,而半球形凹坑内部较为平整,不利于成核。     

垂直矩形窄缝内的过冷流动沸腾换热性能

用高速摄像等方法研究了有压模化介质在单一垂直矩形窄缝流道内的气泡形态和传热情况 ,发现窄缝流动沸腾换热强化的原因在于流道尺寸较小 ,气泡的形状发生变化 ,增加了界面体积浓度 ,并强化了对加热面附近的扰动 ,使换热有所强化。通过与实际测量的壁温数据进行比较 ,发现用于计算大流道和池过冷沸腾换热的 Rohsenow关系式预测窄流道内高热流密度下的过冷流动沸腾换热的误差不大 ,但对于较低热流密度下的过冷流动沸腾时误差较大 ;通过最小二乘法对 Rohsenow关系式进行修正后 ,误差低于± 2 5 %。