乙醇和正丁醇添加剂对喷雾冷却的影响

喷雾冷却是高功率电子器件冷却领域最具有发展前景的散热方式。利用在去离子水中添加不同浓度低醇类(乙醇、正丁醇)添加剂以提升喷雾冷却换热性能的方法,搭建了喷雾冷却实验平台并就添加剂浓度对传热特性的影响进行了实验研究。实验结果表明在去离子水中加入乙醇和正丁醇,存在强化换热的最佳添加剂浓度。在还未达到最佳浓度值之前,添加剂浓度越高,喷雾冷却换热效果越好。乙醇的最佳浓度为4%,正丁醇的最佳浓度为0.5%。     

倾角和表面活性剂对脉冲喷雾冷却的性能影响

脉冲式喷雾冷却是一种极具潜力的适用于高热流密度电子元器件散热的高效冷却方式.采用封闭脉冲式喷雾冷却实验台,研究了周期为450 ms及不同占空比工况下,倾角和表面活性剂对脉冲式喷雾冷却换热效果的影响,并对热源表面的温度均匀性进行了分析.实验结果表明:在喷雾周期为450 ms,占空比为60％时,换热效率最高,温度均匀性最好...     

喷雾冷却技术综述及纳米流体喷雾应用前景

喷雾冷却技术及纳米流体技术都是解决高热流密度散热问题的有效手段,本文从喷雾特性、外部特性以及喷雾流体改性三个方面综述了喷雾冷却技术的发展;介绍了纳米流体技术及其优越性,针对喷雾冷却技术与纳米流体技术的可结合性阐述了二者的结合可能带来的有益效果。     

表面温度测量方式对喷雾冷却表面传热特性的影响

喷雾冷却在工业过程中应用广泛,制冷剂喷雾是激光皮肤手术中实施表皮冷保护的必要手段。为提高冷却效率,需要通过表面温度的测量反推表面传热特性。为探索不同表面温度测量方式对实验结果的影响,搭建了瞬态喷雾冷却实验台,分别使用磁控溅射薄膜热电偶（TFTC）、丝状热电偶（FTC）和片状热电偶（STC）研究了R404A制冷剂喷雾环氧树脂表面传热特性的差异。实验结果表明,磁控溅射薄膜热电偶（TFTC）热响应性能最佳,能准确及时地反映表面温度的瞬态变化且可与热通量变化准确对应。丝状热电偶（FTC）和片状热电偶（STC）属于间接测温,温度变化存在明显滞后,影响热通量、对流传热系数等表面传热特性的精确分析。薄膜溅射热电偶测温是准确研究瞬态喷雾冷却表面传热过程的可靠手段,可为临床治疗提供理论指导。     

超声对无沸腾区浸液式喷雾冷却的影响研究

超声由于空化和声流机制可起到强化换热效果,为研究其在高热流下对喷雾冷却传热特性的影响,设计并搭建了以H₂O为工质的浸液式喷雾冷却实验平台,在无沸腾区范围内考察了不同喷雾高度、压力和热通量下超声场对喷雾冷却换热性能的影响。研究表明：超声浸液喷雾冷却的换热效果要优于浸液式喷雾冷却,在高热通量152 W/cm²情况下更加明显;强化换热效果会随着喷雾压力的升高而减小,在最佳喷雾高度10 mm和喷雾压力0.1 MPa条件下,浸液超声式喷雾冷却相比浸液式换热效果最高提升14.4%;超声对换热的改善作用随着喷雾高度增加而提升,喷雾高度18 mm时最高强化比29.1%。     

喷雾冷却换热强化研究进展及影响因素

喷雾冷却是一种高效的散热手段,广泛应用于高热通量电子元器件的热管理。近年来,喷雾冷却引起了极大的关注,其换热能力得到了显著的提升。特别地,新型微纳米表面的开发极大地促进了喷雾冷却传热的发展,丰富了喷雾传热强化的机理研究。因此,本文全面系统地总结了喷雾冷却的最新研究成果,讨论了喷雾换热的强化机理,从传热表面特性,工作介质以及喷嘴参数等多个方面讨论了喷雾冷却换热的关键影响因素。最后,进一步探讨了喷雾冷却抑制Leidenfrost现象的机制,并对喷雾冷却未来研究方向进行了展望。     

制冷剂瞬态喷雾冷却表面传热特性

喷雾冷却在工业工程中应用广泛,其表面相变传热过程非常复杂,需要开展深入研究揭示其机理与规律。以R134a、R407C及R404A制冷剂为工质开展瞬态喷雾冷却表面相变传热特性实验研究,提出了表征冷却表面内部导热阻力与喷雾表面对流传热阻力之比的喷雾Biot数,以及表征瞬态喷雾冷却最大热通量及其出现时刻的量纲1 Reynolds数Re_l和Fourier数Fo_l。将Jakob数Ja与Re_l及液滴Weber数We关联,提出了最大热通量及其出现时刻的通用量纲1关联式。发现不同制冷剂的瞬态喷雾冷却过程具有相似性,得到了热通量随时间变化的量纲1关联式。利用上述关联式对喷雾表面瞬态温度进行模拟,结果与实验结果吻合较好,证明了关联式的准确性。     

闭式喷雾冷却的瞬态传热过程研究

搭建了闭式喷雾冷却实验台,实验研究了喷雾冷却的瞬态传热过程,获得了准确描述其传热过程的实验曲线,分析了冷却初始温度、加热功率及工质类型对瞬态传热过程的影响。研究表明:对于喷雾冷却的瞬态传热过程,其表面温度变化趋势可分为急速下降、持续升高、二段下降3类。初始表面温度在经历启动初期增强效应后,若小于莱登弗罗斯特点(LFP)对应的温度Tf,则表面温度不断下降,在核态沸腾区实现热平衡;反之,表面温度升高,在膜态沸腾区实现热平衡;恒定加热功率的大小决定了表面温度变化速率,随着恒定加热功率的增大,表面温度下降或者上升的速率加快;同等条件下,对于不同类型介质,喷嘴入口压力及饱和温度越高,其Tf也越高。     

乙醇催化转化制备正丁醇的研究进展

通过可再生的生物质资源催化转化制备燃料和化学品,是减少对化石资源依赖的有效途径。正丁醇是一种重要的化工原料,同时也是一种比乙醇更理想的汽油调和组分,由可再生的乙醇制备正丁醇的催化转化反应获得了广泛的关注。介绍了乙醇制备正丁醇的反应机理,并依据催化剂的构效关系分类概述了相关研究进展,包括主要由碱性中心起催化作用的碱性分子筛和氧化镁、含酸碱中心协同作用的镁铝复合氧化物和羟基磷灰石以及含金属、酸碱中心等多功能的负载型金属催化剂。分析了目前研究中存在的活性和选择性较低、催化剂稳定性较差等现状并对未来的研究方向进行了探讨和展望。     

MEMS的微冷却技术及喷雾冷却过程强化

本文对微机电系统（MEMS）的微通道冷却、微射流冲击冷却、微喷雾冷却、微热管冷却及半导体冷却技术的研究现状进行综述,并探讨了喷雾冷却的影响因素、传热机制及过程强化问题。     

真空闪蒸冷却换热机制及流量影响

通过对真空闪蒸冷却机理的分析,基于膜-渗透理论建立了以水为工质的真空闪蒸冷却换热模型,并利用实验研究和模型模拟相结合的方法,对闪蒸冷却的换热特性进行了研究。模型分析结果和实验结果误差小于10%,证明了所建模型的准确性。研究结果表明：液膜闪蒸换热在高热通量闪蒸冷却中占主导地位;随着工质流量的增加,闪蒸冷却换热性能提高;工质流量越小,液膜闪蒸换热所占份额越大,即工质闪蒸所带来的潜热利用率增加。研究结果为真空闪蒸冷却在航天热控方面的应用提供了理论基础。     

制冷剂瞬态闪蒸喷雾冷却研究进展

随着皮肤激光医学的高速发展,与之配合的表皮冷却技术日益重要,具有极大的市场应用前景。制冷剂瞬态闪蒸喷雾冷却（CSC）已经成为激光治疗血管性皮肤病的重要辅助冷却手段,可以有效减小黑色素吸收激光能量导致的表皮热损伤,从而提高入射激光能量、改善治疗效果。CSC涉及到低沸点高挥发性介质的闪蒸雾化、冷却表面沸腾相变传热等多相流与传热复杂科学问题,已有研究大部分是以实验的方式进行。本文从闪蒸喷雾机理、闪蒸喷雾特性、表面动态传热规律与传热强化4个方面对CSC在近二十年的研究进展进行综述,对比分析了典型研究方法与研究结果,并对其影响因素进行了探讨,使用更低沸点的新制冷剂与背压/距离耦合的喷雾新技术可以极大提高冷却能力。最后,指出了当前研究的难点以及后续研究方向。     

R404a喷雾冷却表面传热特性的时空不均匀性

制冷剂瞬态喷雾冷却是辅助激光手术治疗皮肤病的重要手段,目前采用的R134a制冷剂不易抵消深色人种表皮中的黑色素对激光能量的大量吸收,采用沸点较低的R404a制冷剂能更有效防止表皮的热损伤。使用带膨胀腔的新型喷嘴搭建了瞬态喷雾冷却实验台,采用薄膜热电偶快速测温技术对R404a瞬态喷雾冷却表面传热特性进行了研究。结果表明,R404喷雾冷却表面传热具有时间和空间的不均匀性,然而在喷雾中心半径2 mm的中心区域内存在高热通量的均匀冷却区域。在实际激光皮肤临床手术中,参考实验结果可保证喷雾冷却对治疗范围内的表皮进行均匀冷保护。     

新型无填料喷雾冷却塔

介绍了循环水冷却原理,提出适于我国西北地区的新型无填料喷雾冷却塔提高循环水利用率的优势及改造方案。     

挤出塑料管喷淋冷却的数值模拟

冷却系统是塑料挤出管道生产工艺中的关键设备,其冷却的均匀性和效率直接影响管道产品的质量及生产速度。首先基于ANSYS对喷淋冷却瞬态传热进行模拟,结果表明：对流传热系数小于180 W·m^-2·K^-1时,冷却至目标温度（47℃）所需的时间随传热系数的变化明显;传热系数大于180 W·m^-2·K^-1时,冷却至目标温度所需的时间随传热系数的变化不大。然后基于FLUENT软件对喷淋喷嘴进行模拟,研究了喷淋入口速度、喷嘴高度对喷淋传热系数的影响,结果表明：随着喷淋入口速度的增加（6～15 m·s^-1的范围内）,总体对流传热系数增大,驻点处的传热系数由217 W·m^-2·K^-1增加到386 W·m^-2·K^-1;随喷淋高度的减小（68～128 mm范围内）,壁面传热系数呈增加趋势,驻点处传热系数由227 W·m^-2·K^-1增加到311 W·m^-2·K^-1。基于以上研究,为真空定径喷淋冷却水槽的整体优化提出合理建议。