超急速爆发沸腾传热的实验与理论研究

来源 :中国工程热物理学会传热传质学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:niehaibin
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超急速爆发沸腾研究具有重大的理论与实用价值.本文在实验研究的基础上,从宏观表征尺度出发,尝试提出脉冲激光作用下超急速爆发沸腾传热的数学模型.所进行的数值模拟表明,计算与实验结果基本吻合,在超急速爆发沸腾过程中,汽相、液相的升温吸热以及汽化潜热等是影响温度变化的重要因素,应综合加以考虑.
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本文利用VOF方法对毛细力驱动的槽式蒸发器的微细槽中工质的流动与换热情况进行了数值模拟.结果表明,VOF方法能够较好地模拟具有自由表面的气流界面的形状变化.同时研究发现,热流密度的增加将引起弯月面形状的变化,导致驱动流体流动的毛细力的减弱,从而降低槽式蒸发器所输运的热负荷临界值.
本文对平板加热面上的楔型夹缝内液膜的沸腾现象进行观察.实验表明,沸腾核化率明显受到楔型夹缝结构影响,近顶角小空间内汽泡生成少,核化率低,尺寸限制小的区域,沸腾剧烈,核化率高.随着加热面热流增中可观察到沸腾区域边界朝楔型夹缝顶角区域移动.
分析了建筑墙体热质耦合传递过程,在合理假设的基础上,建立了第三类边界条件下,建筑墙体热、湿及空气渗透耦合传递的物理及数学模型.采用有限差分法对其等效线.为建筑墙体热质耦合传递计算提供了理论基础.
本文考虑受热的三角形微槽道内形成的蒸发薄液膜,其流动分散成沿槽道轴向的一维流动和槽道截面上的二维流动,给出液体在固体壁面的滑移边条件和汽-液界面上的速度边界条件,求解其运动和传热方程.对薄液膜的流动阻力、轴向毛细半径分布及其影响因素,给出较全面的分析.
本文对有限空间内的核态沸腾换热和临界热流密度(CHF)进行了实验研究.该有限空间由两块平行的水平板组成,其中底板为加热面,顶板为网状结构.由于网状结构可以保证低热流密度时有限空间中单个气泡的合并,并使高热流密度时气泡易于从有限空间脱离,因而在这样一个有限空间中,核态沸腾换热大大增强.通过高速摄影仪的观察显示,网状结构上的蘑菇状气泡的行为与大空间池沸腾中的气泡行为没有明显差别.CHF的实验数据与作者
本文采用修正的膜模型与Nusselt凝结理论结合的方法,分析了双组分可凝气体的凝结吸收机理,探讨了竖直圆管内水蒸汽凝结与二氧化硫气体吸收的传热传质过程,并阐述了雷诺数、壁面温度及水蒸汽浓度等因素对二氧化硫气体传递的影响.
本文对第二类边界条件下环形区域内硬指酸融化问题进行了实验研究.测定了不同热流密度下径向温度分布曲线及固液相变界面随时间移动曲线,分析了加热棒加热功率对融化速率的影响.通过比较加入肋片前后的融化时间、界面移动速度,分析了肋片对于融化过程的强化作用.
以蒸馏水为工质对环状狭缝道中的流动沸腾进行了实验研究.分析了影响流动总压降的诸因素如进口压力和水温、质量流量等.给出了计算磨擦压降的经验关系式,实验数据与计算结果误差约±15﹪,此关系式可以用来预测实验范围内的流动沸腾传热系数.
本文建立了水平三维肋管Thermoexcel-C管的凝结换热计算模型,理论计算结果与实验数据进行了比较,两者基本吻合.计算结果表明:对于R11工质,随着饱和蒸汽温度的升高C管凝结换热系数减小.
本文对R134a在内径为1.64mm的水平不锈钢管内的流动沸腾换热特性进行了实验研究.探讨了质量流速、热流密度、干度等参数对沸腾换热系数的影响,并与常规直径管内流动沸腾换热的经验关系式进行了对比分析.