受限式阵列射流过冷沸腾的可视化实验研究

以43%质量浓度的乙二醇水溶液为工质,针对5 mm×32 mm的加热面,采用孔径1 mm,孔间距和孔径比值为4(孔数为7),射距和孔径比值为5的一维阵列射流结构,对受限式射流过冷沸腾进行了可视化实验研究。结果发现,由于加热面朝下,沸腾气泡由于浮力紧贴壁面,而阵列射流引起的横流冲刷作用也不足以吹跑气泡,因此,在一定的热流密度下,当靠近加热表面的气液界面上的蒸发和受过冷液体冲击的气液界面上的凝结取得动态平衡时,将形成一定大小和分布规律的稳定气泡。随着热流密度的增加,气泡长大、合并,并最终形成覆盖整个壁面的"气垫",导致临界热流密度的发生。射流速度较小时,射流无法对加热面形成有效的直接冲击,气泡首先在整个加热面的中间形成;而在射流速度较大时,由于壁面射流的"对冲效应",气泡在两股射流的中间形成,因为那里的冷却最弱。     

竖直狭缝通道中液氮沸腾强化换热的实验研究

实验表明，狭缝间隙对液氮自然对流核态沸腾换热有明显的影响，在低热流密度下，间隙小的狭缝沸腾换热比间隙大的狭缝明显增强，当狭缝间隙小于实验压力下气泡的脱离直径时，对于同样的热流密度，传热温差减小一个数量级以上，沸腾换热系数提高十几倍到二十倍以上，当热流密度增加一定程度（＞4W/cm^2)时，间隙小的狭缝沸腾换热比间隙大的狭缝有所减弱。     

基于真空沸腾的高热流密度散热过程的试验研究

基于液体低压沸腾过程吸收大量潜热的机理,设计并搭建利用普通冷却水驱动即可实现高热流密度散热的新型试验装置,并从过热度、蒸发压力、冷却水温等方面对热流密度及散热壁面温度的影响进行了试验测试。试验数据表明:真空中水沸腾曲线与常压下有明显区别,在过渡沸腾区呈轻微下降后快速增加;初始压力对真空沸腾特性影响显著,绝对压力越低,热流密度越大;冷却水温度对沸腾换热有影响,但不明显,通过大幅降低冷却水温度以提高沸腾换热能力不可取;冷凝能力不足可使散热迅速恶化,冷凝端设计时应考虑足够的余量,以避免极端条件下散热恶化。     

逆向载荷下矩形通道内水流动沸腾临界热流密度

临界热流密度(CHF)是流动沸腾过程中一个重要的参数,在旋转平台上以蒸馏水为工质,采用单侧加热的矩形通道,对逆向载荷下两种不同加热方位下的流动沸腾CHF特性进行了实验研究,获得了逆载下发生临界换热时的质量流速、入口压力、实验段压降和壁温的变化特性。研究讨论了逆载、入口温度、质量流速和加热方位对CHF的影响。结果表明:临界换热现象发生时,壁温迅速上升,有效热流密度迅速减少,实验段压降增大,质量流速减小;逆载和质量流速越大,CHF越大;入口温度越高,CHF越小,同时加热方位对CHF也有明显影响。     

深冷文献消息(国内部分)

20 0 3110 1　竖直狭缝通道中液氮沸腾强化换热的实验研究郭廷玮等　《低温工程》　 2 0 0 2　№ 4　 1～ 4实验表明 ,狭缝间隙对液氮自然对流核态沸腾换热有明显的影响。在低热流密度下 ,间隙小的狭缝沸腾换热比间隙大的狭缝明显增强。当狭缝间隙小于实验压力下气泡的脱离直径时 ,对于同样的热流密度 ,传热温差减小一个数量级以上 ,沸腾换热系数提高十几倍到二十倍以上 ,当热流密度增加一定程度 (>4Ｗ/ｃｍ2 )时 ,间隙小的狭缝沸腾换热比间隙大的狭缝有所减弱。2 0 0 3110 2　ＰＳＡ空气分离吸附过程中的压降特性研究龚建英 ,张玉文　《低…     

采用多通道直冷板的两相循环冷却系统实验研究

本文搭建了以R1233zd(E)为工质的多通道直冷板两相循环冷却系统,并在冷凝温度为10、15、20 ℃,质量通量147~882 kg/(m2?s),热流密度7.73~39.75 kW/m2工况下对系统热力学循环和冷却性能进行实验研究。实验结果表明：质量通量上升,出口制冷剂焓值降低,热流密度上升,蒸发压力与出口制冷剂焓值升高。不同热流密度下冷板壁面温度随质量通量的变化趋势有所不同：当热流密度为7.73 kW/m2时,制冷剂质量通量由147 kg/(m2?s)增至735 kg/(m2?s),最大温差由2.9 K降至1.6 K;当热流密度为39.75 kW/m2时,最大温差由3.6 K增至5.2 K。不同质量通量下,换热系数随热流密度增加有不同幅度的升高：质量通量为147 kg/(m2?s)时,换热系数由1 843 W/(m2?K)增至4 528 W/(m2?K);而质量通量为588 kg/(m2?s)时,在相同条件下换热系数由1 536 W/(m2?K)增至3 569 W/(m2?K)。     

CO_2水平管外池沸腾换热的实验研究

对自然工质CO2在不同沸腾压力下的光管、机械加工表面强化管(Turbo-EHP)水平单管管外电加热池沸腾进行了实验研究。从核态沸腾的角度分析了光管、强化管管外沸腾换热系数随热流密度、沸腾压力的变化规律,通过对热流密度在10~50k W/m2、蒸发压力在2~4 MPa范围内的换热数据分析拟合得出光管时CO2在该范围下的换热关联式,拟合关联式的计算值和实验值的误差在±8.73%以内。新的拟合关联式的计算值与已有关联式的预测值的偏差在±15%之内。在热流密度范围内强化管的强化倍率在1.50~1.72之间。研究结果对进一步深入研究CO2池沸腾换热及蒸发器的设计具有指导意义。     

液氮浴中不锈钢板动态冷却过程试验及模拟分析

以液氮为介质,通过测量不锈钢平板试件在液氮浴中的动态温度分布,在实测降温曲线同根据经验公式模拟得到的降温曲线进行对比的基础上,对低温沸腾换热过程中临界热流密度和最小膜态沸腾热流密度所对应的温差进行了修正,为更准确地模拟深冷处理中的降温过程提供了指导。利用修正参数对不锈钢平板进行了模拟分析。     

微柱群通道内饱和沸腾换热特性实验研究

为实现微小空间高效散热,本文以去离子水为工质,实验研究了工质流经高度和直径均为500μm的微圆柱组成的叉排微柱群通道时的饱和沸腾换热特性,并采用高速摄像机记录了通道内不同加热功率的气液两相流型,实验参数设定质量流速为341~598.3 kg/(m~2·s),热流密度为20~160 W/cm~2,蒸气干度为0~0.2。结果表明:随着热流密度增大,局部沸腾换热表面传热系数近似单调递减。在低干度区,局部沸腾换热表面传热系数随着质量流速的增加而增大,随着蒸气干度的增加而减小;受过冷沸腾气泡影响,工质进口温度越低,局部沸腾换热表面传热系数越大;随着热流密度增大,微柱群通道流动沸腾气泡流型依次为:泡状流、环状流,且泡状流区的局部沸腾换热表面传热系数明显高于环状流区。     

加热方位对流动沸腾临界热流密度影响

为了研究重力场对流动沸腾临界热流密度的影响,搭建了两相沸腾换热实验系统。以蒸馏水为工质,采用单侧加热的窄缝通道,通过改变质量流速、入口过冷度和重力场与加热方位的夹角,考察不同加热方位临界热流密度特性和实验段流阻特性。分析了质量流速、入口过冷度、加热方位对流动沸腾临界热流密度的影响,并将实验数据与Ivey-Morris模型、Sudo模型和Wojtan模型的计算值进行了验证对比。结果表明:加热面呈0°放置时的临界热流密度最大,呈180°放置时最小,质量流速和入口过冷度的增大会加大临界热流密度。Sudo模型对本实验条件不适用;Ivey-Morris模型和Wojtan模型在加热面呈0°放置时与实验值符合情况良好,相对误差约在30%以内,其他加热方位时,计算值均大于实验值。     

小样品在过冷液氮中的淬冷沸腾传热

本文用沉浸法研究小样品沉浸入过冷液氮的沸腾传热特性。实验发现，沉浸样品的直径减少、液氮过冷度增大，均导致沸腾的热流密度急剧向右上方移动。当小直径足够小，过冷度足够大时，稳定膜态沸腾段消失了，“Ｍ”形的沸腾曲线变为“Λ”形。     

使用混合制冷剂的冰箱的节能

一个使用混合制冷剂的制冷系统,在蒸发器和冷凝器内的温度是变化的,这温度的变化就提供了在一定的应用场合中节省能量的途径。当单一物质在恒定压力下沸腾时,温度维持恒定,但是当两元混合物在恒定压力下沸腾时,温度是变化的。在沸腾过程中,混合制冷剂和单一制冷剂相比较,最大性能差别是组分的蒸发过程和加热过冷液体与过热     

竖直矩形窄通道内水流动沸腾起始点及壁面温度实验研究

建立单面加热垂直矩形窄通道流动沸腾换热实验装置,针对截面250 mm×3.5 mm的窄缝通道,对水流动沸腾换热特性进行实验研究。通过实验分析可知:(1)饱和沸腾起始点是核态沸腾的开始,以此为分界,窄通道内的换热特性截然不同。影响沸腾起始点的因素主要有3种:热流密度、质量流量及入口温度。(2)流体从单相流、过冷沸腾和饱和沸腾转变,其壁面温度变化也各不相同。流体处于单相流时,壁面温度沿流动方向呈线性增加;流体处于过冷沸腾阶段时,过冷沸腾对壁面温度的影响不大,壁面温差很小,可近似认为此阶段为等壁温换热过程。流体进入饱和沸腾(饱和核态沸腾和流动沸腾),壁温存在最大值。     

均匀热流作用下含裂纹板I 型温度应力强度因子的解析解

研究一种新的温度边值问题。含中心裂纹无限大板受远场均匀热流作用,热流密度方向与裂纹有一夹角。当裂纹面上维持一恒定温差时,采用复变函数理论,得出了温度场、温度应力场与位移场的解析解。利用位移单值条件,确定出温度应力强度因子的解析表达式。针对铝合金LY12 材料进行了相应数值计算,分析了热流密度大小与方向对温度分布与温度应力强度因子的影响。研究表明:该文给定的温度边界条件下,只产生Ⅰ 型温度应力强度因子,不产生Ⅱ 型温度应力强度因子。温度应力场取决于热流密度沿裂纹方向的分量,垂直于裂纹方向的分量对温度应力场没有影响。     

电弧加热器流场数值模拟研究

电弧加热器流场特性是影响材料热化学烧蚀的关键因素之一,根据可压缩的轴对称N-S方程,对喷嘴的超声速自由射流、垂直冲击射流进行了数值模拟,采用k-ε湍流模型.计算得到自由射流流场结构的三个区域:射流核心区、射流卷吸区和射流湍流区,射流的速度分布具有不均匀性,其轴线射流速度存在较大变动;冲击射流近壁处存在着滞止区.所获得的喷嘴外部流场的流动状况以及冲击射流参数分布,如压力、温度和速度分布,可用于烧蚀试验和计算优化设计,流场计算结果与烧蚀实验值吻合.     

中低温脉动热管传热性能的模拟研究

脉动热管是一种新型传热元件,具有结构简单,传热性能突出的优点。针对可用于低温冰箱的脉动热管,采用R508B为工质,运用多相流VOF方法建立闭式环路中低温脉动热管三维数值模型进行了数值模拟分析。模拟过程中,环路脉动热管的充液率分别为30%、50%、70%,热端加热功率分别为20 W、40 W、60 W、80 W、100 W、120 W,模拟了初始充液后管内气态和液态的相间分布,获得了不同时间点管内温度分布,探讨了中低温脉动热管充液率和加热功率对热管换热性能的影响。结果表明,中低温热管与常温热管在启动和稳定运行阶段具有相似的特征,当中低温脉动热管稳定运行时,温度的波动具有周期性。脉动热管的传热性能随着加热功率增大而变化。充液率较低时,在低加热功率下的冷热两端温差和等效热阻都比较小,当加热功率较大时热阻会出现上升。当充液率较高时,在低加热功率下脉动热管的冷热两端温差和等效热阻都比较大,随着加热功率的增加,温差和热阻都减小。     

5 mm小管径内R290流动沸腾换热特性

本文对R290在5mm小管径内的流动沸腾换热特性进行实验研究,重点研究热流密度、质量流率及饱和温度对沸腾换热表面传热系数的影响。实验工况为:热流密度10～60 k W/m2、饱和温度15～25℃、质量流率50～200 kg/(m2·s)、干度0. 1～0. 9。结果表明:增加热流密度可实现强化换热,提高表面传热系数,使干涸现象提前发生,并加剧干涸;质量流率在低干度区间对表面传热系数的影响较小,在中干度和高干度区间表面传热系数与质量流率分别呈正相关;当热流密度较低时,在中干度区间,增大饱和温度会使表面传热系数降低;而在较高的热流密度下,增大饱和温度明显引起表面传热系数的上升。     

基于多区域ITO膜的大尺寸LCD低温加热研究

本文以ITO膜作为加热元件,设计制备了大尺寸液晶显示器的低温加热模块。采用5个非等分的分区加热结构,通过调控各区域ITO膜加载功率的占空比和引入反馈调节机制,控制加热区域的升温速率,优化液晶显示器的温度场分布。在270V电压下,先以12%的功率占空比快速升温,再以6%的功率占空比保持温度,能够使液晶显示器在300s内达到快速启动要求,在500s内达到一个相对稳定的温度(-5℃),同时各区域中心温差保持在2℃以内,较好地解决了大尺寸液晶显示器低温加热不均匀的问题。     

垂直管内沸腾传热实验研究

重点介绍垂直管内低过热度下沸腾传热性能的测试装置和方法、数据处理及相关计算方法。实验装置采用套管换热器模型,以蒸汽为热源,整体构成一逆流换热空间。通过测取蒸发速度、温度等相关参数,得到在不同蒸汽压力、温度下的总传热系数、沸腾传热系数与热流密度、蒸汽侧压力的关系曲线,从而得出单管在何种状态下沸腾传热性能,并对两试件(光管和高通量管)进行性能对比实验研究,比较其传热性能。     

依靠沸腾表面多孔涂层强化冷凝蒸发器内的传热

本文通过试验介绍在沸腾表面喷涂具有多毛细孔结构的导热涂层,可增大冷凝蒸发器的沸腾传热强度。试验型冷凝蒸发器热流密度为5400瓦/米2,比长管式的高2倍,比板式的高1．4倍,并能在温差 0．8~1．OK下稳定地工作。作者最后指出,这种喷涂多孔复盖层强化低温液体沸腾时的换热,是很有前途的。图3、参考文献5。