微细通道内液氮流动沸腾的流型特性

采用高速摄像,得到内径为1.931 mm、1.042 mm、0.531 mm的竖直上升圆管内液氮流动沸腾的主要流型为泡状流、弹状流、搅拌流和环状流;并且在1.042 mm、0.531 mm管内发现受限气泡流。并绘制流型图,分析表面张力,压力和管径对流型转变的影响。表面张力是影响流型转变的重要物性参数,相对于空气—水的流型图,对应的弹状流/搅拌流,搅拌流/环状流流型转变线向较低的气体表观速度方向移动;而泡状流/弹状流的转变线向较高的气体表观速度方向移动。压力越高,相应的流型转变曲线向较低的气体表观速度方向移动。管径对流型转变有重要影响,随着管径的减小,相应的流型转变线向较低的气体表观速度方向移动。试验结果与通用的流型转变理论模型作比较,发现理论模型的预测结果与试验结果相差较大。     

润滑油对管内沸腾换热影响研究综述

润滑油的存在会对管内流动沸腾换热产生影响,不同粘度、浓度的润滑油影响效果不同,不同的换热条件,如干度、质量流量、热流密度的变化也会改变润滑油对换热的影响。因此,本文对相火文献的研究成果进行了回顾,分析和总结了润滑油对管内流动沸腾换热的影响。     

微通道中液氮的流动沸腾——换热特性分析

对微通道中液氮流动沸腾换热特性进行试验研究和分析。给出典型的沸腾曲线,分析壁温、干度和换热系数沿微通道管程的变化规律,考察热流密度、质量流量和压力对流动沸腾换热的影响。将126个试验数据点与四个换热关联式比较,并对微通道中流动沸腾换热机理进行分析。结果表明,在多数情况下干度和热流密度对沸腾换热系数的影响较小,换热系数主要决定于质量流量和压力,随两者增加而增加,换热以对流蒸发为主导机理。KLIMENKO关联式预测效果最好,TRAN微通道关联式次之,对常规管道得到广泛使用的CHEN关联式和SHAH关联式都远远高估了试验值。基于两相流压降和换热特性分析,推知微通道中的两相流流型不同于常规管道：在低干度情况下,流型以弥散泡状流为主;而在高干度情况下,流型以由雾状汽芯和不规则液膜组成的环状流为主。     

矩形通道内沸腾换热特性及可视化研究

考虑到内燃机缸盖结构的复杂性,其内部冷却通道的换热特性及沸腾状态难以用试验手段进行准确的分析与监测。以简化的矩形流道作为有效的研究对象,针对于流速、压力、温度等流动参数对沸腾换热的影响展开试验研究,并利用高速相机监测不同过热度下的沸腾现象。研究表明:适当的降低流速可以在不影响换热的情况下优化冷却系统的结构尺寸,而提高冷却介质的温度和压力反而会降低沸腾换热效率。气泡的数量、尺寸均可反应出不同的沸腾换热状态,同时气泡的演化行为(生成、滑移、聚合、脱离、消失)可以在冷却介质中造成扰动,从而促进换热的发生。为内燃机缸盖沸腾换热方式的设计提供一定的理论参考。     

小尺度圆形通道内流动换热特性试验研究

对圆形细通道流动与换热特性进行了试验测量,着重考察了通道几何参数(直径、长度)对其流阻系数和换热系数的影响规律,试验中雷诺数Re范围为500～5000.研究结果表明:通道直径越小,通道内流体的流阻系数越大,换热系数越大;通道长度越长,通道内流体的流阻系数越小.这将为圆形细通道的应用提供参考.     

非圆截面小通道内R113的流动沸腾换热特性

针对非圆截面小通道流动沸腾换热研究报道较少的现状,以R113为工质,对4种不同水力直径的正方形、三角形截面小通道内的流动沸腾换热特性进行试验研究,试验参数范围：入口干度,过冷～1.0;质量流速400～ 3 300 kg/(m2?s);热流密度20～150 kW/m2,并将试验结果与相近水力直径的圆通道内流动沸腾试验结果进行了对比分析。试验结果表明：非圆小通道内饱和流动沸腾局部壁面温度与质量流速密切相关,并受热负荷与流动沸腾换热状况的影响;质量流速和壁面热负荷是非圆小通道内流动沸腾换热特性的主要影响因素;与相近水力直径的圆通道内流动沸腾试验数据对比显示,非圆截面小通道具有明显的强化传热作用。     

微尺度通道内混合物流动沸腾特性研究

对非共沸混合工质R32／R134a(25％／75％)在微尺度管内的流动沸腾换热特性进行了试验研究。试验结果表明,在较高热流密度下,微尺度管内流动沸腾换热与质量干度和质量流量基本无关,热流密度对换热有着很大的影响,在较宽的热流密度范围内,核态沸腾在换热过程中占据主导地位。和细小管道相比,在相同条件下,微尺度管道内的流动沸腾表面传热系数高于细小管道。     

混合制冷剂水平管内沸腾换热计算方法的回顾和评价

对混合制冷剂水平管内局部沸腾换热系数的计算方法及计算公式进行了分析比较，筛选出了与实验数据吻合较好的计算公式。结果表明，陈民公式对预测混合制冷剂管内局部沸腾换热系数准确度较好。     

棋盘拓扑矩形通道换热器的流动及换热特性研究

选取矩形换热器的最基本换热单元,通过数值模拟方法对不同截面尺寸的矩形通道换热器的流动和换热特性进行了探究。研究发现：在截面高宽比相同的情况下,随着水力直径的增加,流动阻力逐渐减少,传热性能下降,但换热器的综合换热性能提高;当中心矩形截面面积不变的前提下增大截面高宽比,水力直径不断降低,流动阻力随之增大,换热性能与高宽比并非为线性关系,在研究范围内高宽比为4的结构换热效果最佳。     

R717管内流动沸腾传热关系式评价分析

综述了R717管内沸腾传热试验研究;从7篇论文中搜集了1157组R717沸腾传热试验数据;利用试验数据评价了现有的36个管内流动沸腾换热关系式;研究了干度和管径对换热系数的影响;与CO2、N2和水3种自然制冷剂的传热特性进行了比较。文章获得了一些具有使用价值的结论,为R717管内沸腾传热计算公式的选用提供了指导,为R717流动沸腾传热的进一步研究提供了参考。     

氨/水混合物管内强制对流沸腾换热计算

对几组混合工质强制对流沸腾换热系数计算的实验关联式进行分析比较。利用收集到的实验数据，在Bennett和Chen关联式与Rivera关联式的基础上进行管内强制对流沸腾传热的计算。并与Rivera的实验结果进行比较，得到适合氨／水混合物沸腾换热的计算式，并分析影响换热系数的因素。     

管内流动沸腾传热关系式对R410A的适应性研究

R410A作为一种替代制冷剂,已经大量用在工业生产中。R410A制冷系统的设计和研发需要进行R410A管内流动沸腾换热计算。目前有很多公式预测两相流流动沸腾换热系数,它们对R410A的适应性需要判断。本文从10篇论文中收集了1268组R410A流动沸腾传热实验数据,用这些数据对27个两相流流动沸腾换热关系式进行了评价,选出了较为精确的R410A管内流动沸腾换热关系式,为R410A管内流动沸腾换热计算的公式选择提供了依据,为提出精确度更高的R410A管内流动沸腾公式提供了参考。     

润滑油对R32在水平光管内流动沸腾换热特性及压降的影响

对R32在φ5mm和φ7mm的水平光管内的流动沸腾时,润滑油对换热与压降特性的影响进行了试验研究,试验的质量流量范围为100~500 kg/(m~2·s),润滑油的含量在0~5%之间。结果表明,沸腾换热系数随着质量流量的增大而增大。在低干度区,换热系数随干度的增大而增大,当干度达到0.7~0.8时,换热系数达到最大。随着润滑油含量的增大,局部换热系数在减小。压降随着管径的减小和质量流量的增大而增大。润滑油含量的增大,导致压降的增大。在5mm管内,润滑油含量对换热系数和压降影响比较明显。     

电子设备芯片沸腾换热应用试验研究

针对电子设备单芯片热耗超过500 W、热流密度超过50 W/cm²、单个机柜超过50 kW 的散热需求,采用沸腾换热结合微槽道的方法为大热耗、高热流芯片散热提供了新的解决方案。通过试验验证了微槽道与常规通道蒸发器的流动和换热差异。结果表明,微槽道相比常规流道,其散热温差降低了44%,细长结构的微槽道蒸发器能获得更优越的换热性能,流动沸腾换热系数可达2 ~ 3 W/(cm²·K)。     

CO_2/润滑油混合物在水平管内流动沸腾换热的试验研究

为了测试润滑油对CO2流动沸腾换热特性的影响,以指导CO2换热器的设计,对CO2/润滑油混合物在水平管内的流动沸腾换热系数进行了试验研究,试验工况质量流量为2.74~5.61kg/h,热流密度为3.2~5k W/m2,测试段入口干度为x=0.2~0.5,蒸发温度在-4~8℃之间,选择PAG作为润滑油,浓度为0~6%。试验结果表明,润滑油浓度越大,CO2的局部换热系数越小;润滑油浓度较低时(<3%),换热系数下降较大,再增大含油量,换热系数下降的趋势减缓。增大蒸发温度可以延迟干涸的发生,相反地,大的热流密度和质量流量可以使管内提前出现干涸。CO2/润滑油混合物的换热系数随蒸发温度的升高而增大,随热流密度和质量流量的增大而减小。     

制冷剂二氧化碳流动沸腾过程换热性能分析

制冷剂CO2在蒸发器内的流动换热性能受许多因素的影响，比如：质量流速、热流密度以及蒸发温度等参数。由于CO2特殊的热物性和传输性，使得其蒸发换热和两相流特点有别于传统制冷剂。这也决定了其蒸发换热管适合设计成小管径，而蒸发器的型式以紧凑型为发展方向。     

CO_2池沸腾换热关联式理论分析

总结了常见的池沸腾换热关联式。通过对池沸腾换热过程分析得出CO2在小热流密度和大热流密度范围下的一种分段的换热关联式。将新的拟合公式值和预测关联式值进行比较,得出CO2的拟合公式值与理论关联式及实验拟合关联式的预测值的偏差在±16%之内,具有一定的通用性。通过对CO2池沸腾换热过程的分析,得出池沸腾换热的影响因素及其变化规律,并总结了常用的强化池沸腾换热方法。