曝气装置结构对多孔板鼓泡特性的影响

气泡体积是决定鼓泡式过滤器性能的重要参数,当使用多孔板作为曝气装置时,孔板结构和气腔状态会对生成气泡体积产生影响。本文采用可视化方法实验研究孔板结构、气腔状态对多孔板鼓泡特性的影响规律。结果表明,气腔无水状态下多孔板鼓泡效果更好;使用有效鼓泡时间能很好地表征多孔板的鼓泡性能;仅当气体流量处于0.35～0.7 L/min、孔间距小于6 mm时,孔间距对多孔板鼓泡性能产生影响;多孔板孔数的确定应保证生成的气泡体积处于气腔控制区。     

水平管内含空气蒸汽流动冷凝局部换热特性

通过进行含空气蒸汽在水平管内强制对流冷凝换热实验,结合流型判断结果,详细分析了空气质量分数、混合气流速和压力以及换热管内壁面过冷度对局部冷凝传热系数的影响。结果表明:局部冷凝传热系数始终随空气质量分数的增加而减小,随混合气总压的增加而增大;在环状流下,局部传热系数主要受混合气流速影响;在波状流下,局部传热系数大小由局部空气含量和波状流的发展程度决定;在分层流下,局部传热系数受壁面过冷度影响。     

自然循环闪蒸不稳定诱发的水击现象实验研究

针对开式自然循环闪蒸不稳定诱发的水击现象进行了实验研究。结果表明,在部分闪蒸不稳定工况下,上升段内闪蒸起始点快速周期性地上下移动,导致系统下部水平段内饱和温度周期性变化,进而诱发该处流体周期性快速汽化和冷凝,其中急速冷凝过程导致气相体积急剧收缩和环绕的水体猛烈撞击,进而诱发水击现象。同时通过实验绘制了此类水击现象区域,并分析得到了相应的边界条件。另外分析了加热段出口温度、上升段高度、入口过冷度和加热功率以及不凝气体等因素对水击现象的影响,为开式自然循环系统的设计提供了依据。     

水平管内含空气蒸汽强制对流冷凝换热模型研究

为研究含空气蒸汽在水平管内强制对流冷凝换热特性,基于对传热传质过程的分析,建立了管内为环状流与波状流条件下的流动冷凝换热模型。从潜热、显热和液膜3个环节对整个换热过程进行建模,最终得到计算局部冷凝换热系数的理论关系式。模型预测结果与实验数据的对比表明,二者相对偏差在±20%以内,验证了该换热模型的准确性与适用性。通过进一步的研究发现：从换热管入口至出口,随着冷凝的进行,管内换热主要热阻由液膜热阻向气液界面的凝结热阻转变;主流气体对流换热过程基本可忽略。     

开式自然循环系统中间歇喷泉流动的实验研究

为了研究开式自然循环系统中间歇喷泉流动的形成机理和流动特性,采用实验研究和热平衡分析的方法进行了实验研究。结果表明,产生间歇喷泉的主要原因是加热功率与孕育期内自然循环输热能力不匹配,导致加热段出口处出现热力不平衡的局部过热现象,而过冷沸腾汽泡聚集形成的弹状流又为出口引入较强扰动,导致局部过热区域发生闪蒸,进而诱发间歇喷泉。另外实验结果还显示,功率密度、自然循环流速和出口阻力等因素均对间歇喷泉的发生区域具有重要影响。根据间歇喷泉的物理过程,提出新的沸腾延迟时间计算方法来对其振荡周期进行预测,预测效果较好。