The Effect of Wave Formation and Wetting Angle on the Thermocapillary Breakdown of a Falling Liquid Film

An experimental investigation is performed of the breakdown of a liquid film flowing down a vertical plate with a heater sized 150×150 mm. The main parameters which are varied in the experiment are the Reynolds number Re = 0.47 to 331 and the heat flux q = 0 to 1.92 W/cm². It is found that the effect of the heat flux on the wave motion of the liquid film causes the formation of a jet flow. Dry spots are formed in the region of thin film between the jets. For the purpose of investigating the effect of wave formation on the film breakdown, the distance between the nozzle and heater is varied from 41.5 to 200 mm. It is found that the distance between the nozzle and heater defines the hydrodynamics of the liquid at relatively low heat fluxes, but has no appreciable effect on the heat flux at which the film breakdown occurs. Different working liquids and coatings of the working surface are used in the experiments to investigate the effect of the wetting angle on the film breakdown. The equilibrium wetting angle is measured by the "bubble" method. No effect of the equilibrium wetting angle on the nonisothermal breakdown of the film was revealed.     

Heat Transfer from a Local Heat Source to Subcooled Liquid Film

An experimental investigation is performed of heat transfer from a local heat source to films of water and low-boiling dielectric liquid that flow down a vertical plate by gravity. The liquids are substantially subcooled. In the case of perfluorotriethylamine flow, regular structures are formed in the film at the threshold value of the heat flux density. After the heated layer of liquid comes to the film surface, three characteristic modes of heat transfer are observed, which are associated with the variation of the modes of liquid flow caused by thermocapillary convection. At low values of the Reynolds number of the film, a specific form of critical heat transfer is observed, which is characterized by disintegration of the jet into droplets and their separation from the heater.     

热转印膜用离型剂的制备与性能研究

通过对纳米SiO2先进行预处理改善分散性,再加入成膜物质和表面活性剂制得的离型剂,其固化性、稳定性较好,涂布于PET基材薄膜上,测得单位面积油墨残留率小,说明该乳液起到离型作用.     

低雷诺数下溴化锂溶液降膜吸收热质传递的数值研究

溴化锂溶液降膜吸收是吸收式空调系统中常见的热质传递形式之一。本文对溶液降膜吸收过程的热质耦合传递分析,建立了溴化锂溶液垂直降膜吸收热质传递的二维数学物理模型,采用CFD-Fluent对模型进行求解。计算得到不同Re下的液膜界面温度、液膜内浓度分布、传热传质通量及传热传质系数等。分析了Re对降膜吸收过程中热质传递的影响。结果表明:当液膜Re150时,液膜界面平均温度与平均传质系数随着Re的增大而增大,而平均传热系数随着Re的增大而减少;平均传热传质通量均是随着Re的增大而先增大后减小,存在一个最佳液膜Re使降膜吸收过程的传热传质通量达到最大,即Re=50时,平均传热和传质通量分别达到最大值7.2 k W/m~2与2.9×10~(-3)kg/(m~2·s)。     

内翅板蒸发式冷凝器降膜流动与传热特性

为了增强蒸发式冷凝器板外气液两相流动与传热,基于数值模拟方法对比分析了几种新型的板片结构,研究了板片构型、喷淋水喷淋密度、空气入口速度等因素对气液两相流流体流动及传热性能的影响。结果表明:半圆波纹板有较长的水膜稳定时间和较大的换热面积,换热性能较好;不同板片结构的蒸发式冷凝器具有不同的最佳喷淋水喷淋密度,最佳喷淋密度区间范围为0.48~0.93 kg/(m·s);空气入口速度一定时,半圆波纹板的壁面温度随喷淋密度增大而增大,气液界面温度随喷淋密度增大而减小;当空气入口速度小于2.5 m/s时,空气入口速度的适当增大能够有效减薄半圆波纹板板外水膜厚度,强化换热。     

垂直降膜式吸收机内布液器的实验研究

吸收式热泵技术由于能有效利用低势热能而节约高品位的电能,已经成为一项重要的节能技术。吸收器是吸收式热泵的最重要的部件,其性能主要取决于换热管的传热与传质系数,而传热管表面液体降膜状态对传热和传质系数将产生直接影响。布液器是实现液体降膜的关键部件,而目前国内外鲜有相关研究。针对这种现状,共试制了四种规格的布液器样品,针对Φ19和Φ25的紫铜光管与强化换热管进行了管外垂直降膜布液实验,得到了各种布液器布液流量与静液柱高度关系的实验数据,并且拟合了布液器的流量系数与雷诺数的函数关系。根据实验结果提出了优化布液的方法,并用于指导热泵机组的设计。优化后的布液器已经被成功应用于国内首台供热量为1.3MW垂直降膜式吸收式热泵机组样机。     

R22在矩形微细管内凝结换热的实验研究

通过实验研究了R22在当量直径为0.952 mm水平不锈钢矩形管内的凝结换热过程。实验时的饱和温度为40~50℃、质量流速为200~800 kg/（m2 ? s）、干度为0~1。研究结果表明：R22的凝结换热系数随质量流速和干度的增大而增大,在较高干度区增大趋势更加明显,随饱和温度的增大凝结换热系数减小。然后将实验结果与三种已有换热关联式进行了对比,在与R22相比时发现,在相同实验工况下R152a的凝结换热系数大于R22的凝结换热系数。     

土壤源热泵地下垂直埋管换热器常用传热模型的研究

本文介绍了土壤源热泵的国内外研究现状以及三种常用的埋管换热器传热模型,分析了这三种模型各自具有的特点和适用条件.并对传热模型的选取提出了自己的观点,为特定条件下如何选取合适的模型提供了一定参考.     

水平管外R404A降膜蒸发传热的实验研究

搭建了降膜蒸发实验台,研究了水平单管外的降膜蒸发传热特性。测试管为外径19mm、有效实验长度为2500mm的光滑管和强化管。实验采用R404A作为管外降膜蒸发工质,与管内热水进行换热。布液采用喷嘴喷淋的方式,通过21个喷口当量直径为2mm的喷嘴完成。分别在变饱和温度(0、5、10、15℃)、变热流密度(从8到30kW/m2)和变喷淋量(从0.07到0.11kg/(m·s)时进行实验,研究了降膜蒸发换热性能相应的变化情况,得到R404A的管外降膜蒸发换热的一些规律,这对降膜蒸发器的设计及应用具有一定的参考作用。     

Heat Transfer Enhancement in a Heated Liquid Film under the Action of External Artificial Perturbations

Heat transfer in a heated film of distilled water under the action of external artificial perturbations with “the most dangerous wavelength” and variation in the Reynolds number from 300 to 500 has been studied. It has been shown that the action of artificial perturbations with an increase in the heat flux density leads to a change in the rivulet-wave structure of the flow, increase in wave amplitudes, and, finally, heat transfer enhancement.     

制冷用水平降膜式蒸发器研究进展

降膜式蒸发器目前在牛奶、制药、化工、海水淡化等行业取得了较为广泛的商业应用,它从上世纪90年代以后开始应用于制冷空调系统。目前针对制冷用水平降膜式蒸发器的研究目的主要是明确各个参数对蒸发器传热性能的影响以及他们之间的联系,由于降膜式蒸发器的独特结构和内部传热传质的复杂性,这些研究尚处于初步阶段。在介绍其工作原理的基础上,针对水平降膜式蒸发器,着重讨论了布液器的结构与高度、管束(包括管径、管排数、管道表面形状)、制冷剂(流型、流量)等参数对其性能的影响。由于经验关联式在实际应用中的巨大优势,还总结了前人提出的关联式及其适用的范围,文章将为制冷用降膜式蒸发器的进一步研究和应用提供参考。     

板式膜反转降膜吸收器设计与性能研究

板式膜反转降膜吸收器是一种将板式降膜吸收和膜反转技术相结合而开发的新型吸收器,合理设计与掌握其吸收性能对今后这种吸收器的工程应用十分重要.为此,通过建立、求解板式膜反转降膜吸收过程的数学模型,确立了设计条件下最佳吸收器结构;对于所设计的板式膜反转吸收器进行了不同吸收压力、溶液流量、进口浓度、进口温度及冷却条件下传热传质性能的计算,并与竖板降膜吸收器进行了比较.     

壳聚糖涂膜材料的传热特性研究

采用XRD,TG,DSC表征了壳聚糖的分子结构(包括脱乙酰度、结晶度、玻璃化温度),测定了壳聚糖涂膜液的特性粘度,研究了壳聚糖的结构和使用条件(时间、温度)对壳聚糖涂膜传热特性的影响规律.结果表明:壳聚糖的玻璃化转变温度随其结晶度的增大而升高;脱乙酰度越大、特性粘度越小、玻璃化温度越低,涂膜的热传递速率越快;壳聚糖涂膜的贮藏时间越长,其热传递速率越慢.     

地源热泵地埋管单位埋管深度换热量指标的推导

根据规范中有关公式,代入相关参数进行详细推导计算,得出各部分热阻,进而计算出各类典型岩土的单位埋管深度换热量指标;并利用GLD地埋软件验算,结论相符,可简便应用于实际工程设计。     

布液不均对横流热源塔传热传质性能的影响

本文建立了横流热源塔的传热传质模型,研究了不同溶液质量流量与风量工况下,布液不均对热源塔性能的影响。结果表明:热源塔总换热量与布液均匀分布系数σ成倒"U"型曲线关系,随着布液均匀分布系数绝对值|σ|的增大而减小,当溶液质量流量为1.4 kg/s,σ=0～1时,总换热量从13.60 kW降至12.01 kW,降低了11.69%;热源塔传热传质性能与σ的大小有关,与σ的方向无关。     

传热规律对内可逆四热源吸收式热泵循环性能的影响

建立了传热规律为Q∝△(T^n)时内可逆四热源吸收式热泵循环模型,导出了循环泵热率和泵热系数的一般关系;并导出了传热服从线性唯象定律时的基本优化关系、循环中工质的最佳工作温度和换热器传热面积的最佳分配关系;通过数值算例分析了传热规律对循环性能的影响规律,比较了传热面积最优分配前后循环的最优性能。     

两种双侧强化管管外R245fa降膜蒸发的实验对比

本文搭建了水平单管降膜蒸发实验台,以R245fa为工质实验研究两种三维翅双侧强化管降膜蒸发的换热特性。提出了新型Wilson-Gnielinski图解法,用于从实验的总传热系数中获得管内外表面传热系数。分析强化管表面结构对换热性能的影响,拟合出管内外换热关联式并提出强化换热方案。结果表明,与光滑管理论表面传热系数相比,Y型管的管内、管外换热强化倍率分别为2.12～2.94和2.27～5.54,T型管的管内、管外强化倍率分别为2.48～2.98和2.58～3.00。Y型管管外换热性能较好,T型管管内换热性能较好。Y型管的最佳喷淋密度(0.14～0.18 kg/(m·s))比T型管的最佳喷淋密度(约0.10 kg/(m·s))大;两种强化管表面传热系数均随热流密度的增加先上升后下降,但Y型管表面传热系数的变化速率较快;两种管子的换热效果均随蒸发温度的升高而增强。     

重力供液系统中过热度对传热面积影响的研究

本文主要对重力供液系统中蒸发器出口制冷剂的过热度进行分析,通过visual basic软件仿真计算出全部用气化潜热制冷需要的蒸发器面积A1,和有过热度后多出来的面积A2。将A1＋A2与蒸发器现有面积进行对比,发现A1＋A2比蒸发器现有面积小,说明现有蒸发器的面积比实际需要的面积要大,因此我们可以减小蒸发器的面积来达到优化蒸发器的目的。     

藕状多孔铜微通道热沉的散热性能优化研究

藕状多孔铜是一种具有长直圆孔的新型微通道结构,可用于对大功率电子器件进行散热。通过实验和Flow Simulation数值计算系统地研究了以水为工质,具有均匀微槽道结构的多孔铜热沉的散热性能。实验结果表明,该热沉具有很高的换热系数,在110 m L/s流量下,换热系数可达10.1 W/(cm~2·K)。模拟结果表明存在最佳的微槽道数和微槽道方向使得多孔铜热沉的散热性能最优。以水为工质时,最佳槽道数和微槽道方向分别为7~11和45°。随着微槽道宽度减小,热沉散热性能提高,对比了数值模拟结果与实验结果,并分析了其存在差异的原因。     

套管结构对翅片管气化器结霜特性的影响

结霜会对不同类型气化器造成长效性能的衰减.为研究套管结构对强化传热与表面结霜效果的影响,本文搭建了实验台,在普通传热管内加装套管,以液氮为工质,根据不同套管内径(Φ6、Φ8、Φ10 mm)及入口流量,设计了12组实验工况进行研究,获得翅片管表面不同测点处温度、霜层厚度及翅片管出口流体温度等参数.结果表明:入口流量为2....