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微通道换热器较高的比表面积和换热效率,使其在热流密度大而空间有限的微型设备中具有广阔的工业和市场应用前景,因此微通道内流动沸腾传热特性已成为国内外众多学者的研究热点之一。本文以制冷剂R22为实验工质,研究其在高为2mm,宽分别为0.6mm、1mm和2mm的矩形微通道内沸腾传热系数及临界热流密度(Critical HeatFlux, CHF)的特性及影响因素。本文首先分析沸腾传热系数与雷诺数Re、沸腾数Bo、限制数Nconf和雅克比数Ja等无量纲参数的变化特性。结果表明,传热系数与雷诺数Re的关系不大,而随沸腾数Bo(描述加热量和工质蒸发量比例关系的无量纲数)的增加而增加,表明核态沸腾在本实验的流动沸腾中起主导作用。在1mm×2mm和2mm×2mm微槽道中,工质的传热系数与雅克比数Ja(描述气泡在通道中的生长速率和尺寸的无量纲数)均随着热流密度的增加而增加,而在0.6mm×2mm的微槽道中,随着热流密度q的增加,雅克比数Ja和传热系数均得到增长,当热流密度q进一步增加,传热系数继续增加,而雅克比数Ja却突然减小,说明核态沸腾中,传热系数与气泡的行为有着紧密的联系。传热系数随着限制数Nconf(描述气泡尺寸受微通道尺寸限制的无量纲数)的增加而增加,说明随着通道尺寸的减小,传热效果得到强化。本文综合Re、Bo、Nconf、Ja对传热系数的影响,提出换热系数经验关联式。本文通过可视化发现,在沸腾临界工况发生前,上游液体周期性的补充增加了下游液膜的厚度,使下游液膜厚度周期性的变化,从而导致壁面温度和压降周期性的波动,沸腾临界工况发生时,实验段出口壁面附近的液膜被蒸干,造成压降剧烈波动和壁面温度骤然上升,并在2mm×2mm槽道侧壁和槽道底部壁面观察到形成机理不同的干涸点。当热流密度保持在CHF值,发现干涸点不断向上游移动,导致热斑点范围不断扩大,靠近实验段出口壁面温度持续上升,压降一直剧烈的波动。通过分析流动沸腾CHF影响因素得出:CHF随着质量流速的增加而增加;CHF随着饱和压力的增加呈现先升高后下降的趋势;CHF随槽道尺寸的减小而变小。