冷凝激波管内水,乙醇凝结两相流的理论和实验研究

对冷凝激波管内的水、乙醇蒸汽凝结两相流进行了较深入的理论与实验研究，蒸汽在自发凝结时，伴有潜热释放，气液两相之间产生传质、传热及动量传递，从而存在耦合效应。本文从两相流的基本方程组出发，导出非定常凝结两相流的特征线及其相容方程组，从而对激波管内凝结两相流进行了理论分析及数值计算。在一凝结激波管试验台上分别对水、乙醇、苯３种工质的凝结两相流进行了实验测试，用光测系统对液滴进行光散射测量，并引入先进的     

管内插入双螺旋丝强化冷凝换热的实验研究

提出了一种竖直管内加装新型双螺旋丝插入物的方法用以强化水蒸气的凝结换热，并在管内入口蒸汽压力为0．143MPa的工况下，对这种双螺旋丝插入物进行了实验研究．实验结果表明，该插入物对于竖直管内冷凝有明显的强化换热作用．最后对双螺旋丝插入物强化竖直管内凝结换热的机理作了探讨．     

饱和蒸汽静止时膜状冷凝放热的理论——包括低 Pr 数介质(Ⅰ)

作者应用了边界层理论中的分析解法来处理饱和蒸汽静止时膜状凝结放热的问题,相似理论的分析指明在膜状凝结放热的问题里有四个无因次量起着作用,它们是努谢尔特准则数 Nu 或代替它的雷诺准则数 Re,伽利略准则数 Ga,普朗特准则数 Pr 和一个焓的比值 K 准则数。在蒸汽静止和凝结液膜处于层流的范围内时,本文的分析说明凝结液膜中的速度分布是抛物线形的而温度分布是直线形的.文章说明膜状凝结放热的基本微分方程式组可以转化成一组动量与热量的积分关系式组.这组积分关系式组的解同克鲁其林的结果相符合.这个理论解对于 Pr>1和 K>5的情况来说,例如蒸汽在普通压力下凝结就是这样的,得到和努谢尔特公式一致的结果.但对于 Pr<1或K<5的情况来说,例如金属蒸汽的凝结就是这样的,本文的解对努谢尔特公式的修正是不可忽略的.文章并包括各种不同 Pr 数和 K 数时对努谢尔特公式的修正系数的图表.     

微重力下管内凝结换热性能的研究

为了预测失重条件下航天飞行器中冷凝器的传热性能，提出了一种研究微重力场中管内凝结换热过程的方法，建立了管内环状流域层流凝结换热的数理模型。改变重力加速度ｇ值进行仿真计算，随着ｇ值的减小，凝结液膜变厚，使凝结换热恶化，例如在相同冷却条件下，当进口蒸气Ｒｅ数为１０４时，ｇ＝０和ｇ＝９．８ｍ／ｓ２环境下的平均冷凝Ｎｕ将降低３０％。并以重力场中垂直管内凝结换热的实验结果对模型进行了间接的检验。给出了预测零重力环境中管内平均凝结换热系数的准则关联式，可供航天器热控系统的热分     

普通型板式热交换器中的水蒸汽凝结放热

通过试验研究确认了将普通型板式热交换器用于水—水蒸汽凝结放热具有显著节能效果。分析了在板式热交换器中,在水蒸汽的高速流动下水蒸汽凝结换热系数与蒸汽流速、蒸汽压力、冷凝温差之间关系,获得了求解凝结换热系数的关联式,也分析了顺、逆流对压降及水蒸汽凝结放热系数的影响。     

圆管外Marangoni凝结特性实验系统的研究

设计搭建了圆管外凝结换热实验系统,并在此基础上进行了以水-酒精混合蒸汽为工质的凝结换热实验。分析了影响圆管外凝结换热特性的因素,对实验值与理论值进行了对比分析后,得到了较理想的实验数据。     

蒸汽蓄热器放热过程中蒸汽带水规律的试验研究

本文通过对蒸汽蓄热器放热过程的分析,运用相似理论,从描述蒸汽带水过程的数学方程中整理出蒸汽湿度准则关系式,并以水为工质,在蓄热器放热试验台上进行了试验,将试验数据代入准则关系式,回归计算得到了蒸汽湿度计算公式。在实际蒸汽蓄热器的工业性试验中,用该公式计算得到的湿度和实测湿度基本相符。     

含高分压不凝气体的蒸汽在分离式热管内凝结换热

设计建立了一套以水为工质的分离式热管系统实验台,系统冷凝端采用水冷套管式换热器.在此实验台基础上研究了不抽真空、有大量不凝性气体存在于分离式热管的凝结放热问题,测定了在不同的入口蒸汽温度、循环蒸汽流量、冷却水进口温度及流量条件下混合气体在圆管内凝结换热的情况,分析了这些参数对换热过程的影响.同时,还对套管内含高分压不凝性气体——空气——的水蒸汽凝结换热物理模型进行了研究,并建立了相应的数学模型.模型中除了质量守恒、动量守恒、能量守恒和界面控制方程外,还增加了流动扩散和凝结控制方程.模型结果显示蒸汽放热量与实验测定值基本吻合,偏差在8%～15%之间.     

非共沸混合工质膜状凝结小温差工况的研究

针对非共沸混合工质大空间膜状凝结小温差工况建立了一种新的解析模型，并以Ｒ２２／Ｒ１４２ｂ水平管外凝结为对象进行分析求解，理论计算重现了实验研究中出现的某些小温差工况下凝结换热恶化异常严重的现象，经过分析提出：“在混合蒸汽沿凝结物面方向的运动可以忽略的场合，非共沸混合工质凝结换热所需的最小温差等于此混合工质在相应组分浓度下的露泡点温差”的观点。     

含不凝性气体的蒸汽沿垂直平板作膜状凝结放热的实验研究

含不凝性气体蒸汽的凝结问题是冷凝放热研究的薄弱环节,尤其缺乏基础性实验研究。本文介绍R_(-113)—空气系膜状凝结放热的实验研究结果,并与理论分析进行比较。首先用纯蒸汽进行实验,以Nusselt理论值检验装置的精度。在同样温度条件下进行不凝气实验。结果表明:装置达到了设定的各项条件和要求,实验值与分析解计算值很相符合。使理论解的正确性和准确度得到了证实。     

双组分混合物自然对流冷凝传热的研究

研究互溶性双组分混合物在水平光滑管上的自然对流冷凝传热性能。文章推导出了双组分理想混合物的需点与泡点之间的温度差计算公式。利用这一公式提出了双组分理想混合物在大空间水平光滑管上全冷凝时的传热膜系数的计算公式。该公式的物理意义明确，其计算值与实验值的相对偏差小于15％。     

双组分混合物在花瓣形翅片管上的冷凝传热

对双组分混合物在一种新型强化传热管———花瓣形翅片管上的冷凝进行了实验研究和机理分析．实验结果表明,双组分混合物在水平花瓣形翅片管上强制对流冷凝时的传热膜系数是光滑管的５～６倍．     

翅片管与空气—水蒸汽混合气间传热规律研究

本文研究水蒸汽重量百分含量为10－35％的空气－水蒸汽混气纵向流过翅片管时，翅片管与空气－水蒸汽混合气间的对流传热。研究表明，由于水蒸汽在翅片面上的冷凝，翅片管与空气－水蒸汽混合气间的对流传热系数高于翅片管与干气体间的对流传热系数，并且翅片间距越大，水蒸汽冷凝使对流传热系数增加的程度越大。从理论上对实验现象做出了较好的解释，并给出子有冷凝发生时，翅片管与空气－水蒸汽混合气间对流传热系数的关联式。     

HC600a含油混合物水平微肋管内冷凝换热特性试验

实验研究了环保替代制冷工质HC600a和润滑油Suniso 3GS的混合物在水平微肋管内的冷凝换热特性，探索了含油率、饱和压力和质量流量对冷凝换热的影响。根据实验结果拟合的冷凝换热关系式较好地反映了该工质的换热特性。通过与其它工质的比较，可以得出结论：制冷工质HC600不但对臭氧层无破坏作用，而且传热特性优于CFC12及HCFC134a，是一种很有前途的替代制冷工质。     

板式换热器中蒸汽凝结换热特性

在板式换热器的蒸汽凝结换热试验台上进行了实验研究,获取蒸汽完全凝结和部分凝结两种典型工况下的换热和压降特性．且就板式换热器中蒸汽凝结过程的换热进行分析和处理,得到了一个在板片槽道中蒸汽凝结换热系数关联式．并推荐用于板式换热器的蒸汽凝结换热系数的计算．     

水平螺旋管外V型槽强化冷凝传热的理论研究

对水平螺旋管外开有Ｖ型槽时的凝结换热强化问题进行了理论研究．针对Ｖ型槽的冷凝换热特点,将Ｖ型槽流动区域分为传热区和液流区两个部分,对其分别建立了理论模型,并进行了数学描写．通过分析两个区之间流动和换热的有机联系,得到了螺旋管外Ｖ型槽冷凝换热问题的理论解,并给出了能用于工程实际的换热准则方程式．     

Convective Filmwise Condensation of R-11 inside a Vertical Tube

Partial condensation of refrigerant R-11 was experimentally and theoretically studied. The test apparatus consisted of two concentric tubes, with the vapor flowing downward in the inner tube and the cooling water in the annular space in countercurrent direction. By using the available dimensionless correlation, the mean heat transfer coefficient of the cooling water was determined, and then the mean condensationheat transfer coefficient was calculated from the overall heat transfer coefficient.The model of a homogeneous two-phase mixture of liquid and vapor, and Prandtl's principle of analogy between the momentum and heat transfer were used to establish the type of the correlation. Adopting the methods of the gradually linear regression and F-level evidence testing, the present paper proposed the dimensionless correlation to predict the relationship among the mean Nusselt number, Prandtl number, Kutateladze number and the dimensionless tube length.     

伴随相变的不互溶二元液体混合物的传热 (二)流动传热实验研究

本文以环已烷为分散相、水为连续相进行了不互溶二元液体混合物的流动传热实验:分析了传热机理;关联了实验数据。对于伴随相变化的不互溶二元液体混合物的流动传热过程。从传热机理上可将其分为四个不同的传热区域。即:液—液、汽—液—液、无相变汽—液和汽—液沸腾四个区域。在汽—液—液区域内,分散相液滴的相变化仅仅起到对连续相加剧湍动的作用,而相变化本身对多相流与壁面的传热无影响.在对单一液滴在另一与之不互溶的连续相中的流体力学及相变过程研究的基础上,本文着重对汽—液—液和无相变汽—液区域内的传热系数进行了无因次数群关联.经验关联式的计算值能够与实验值较好地吻合。     

圆形径向梯度表面能材料表面的凝结换热系数

在均质表面上的单个球缺形液滴换热模型和液滴通用尺度分布规律的基础上,结合梯度表面能材料表面上的液滴分布和凝结换热特性,得到了圆形径向梯度表面能材料表面上的滴状凝结换热计算式．在此基础上,研究了壁面过冷度、接触角梯度、工质物性等参数对梯度表面能材料表面滴状凝结换热性能的影响．