纯工质水平内螺纹管内流动沸腾实验研究进展

在综合分析国内外最新文献的基础上,针对目前纯工质在水平内螺纹管内流动沸腾强化换热特性的实验研究成果和现状,进行了综述;讨论了几何尺寸,质量流量,热流密度和蒸干度对换热系数的影响;提出了进一步研究的设想。     

机加工多孔表面非共沸混合工质池沸腾换热

对纯R11、R113及R11/R113非共沸混合工质在平壁面和机加工多孔壁面(MFPS)上的池沸腾换热特性进行了实验研究。结果表明:混合工质沸腾换热系数相对纯工质沸腾换热系数的大小与易挥发分百分比x_1有关。混合工质池沸腾实际换热系数的降低量△h_b与热负荷高低有关。非共沸混合工质在MFPS上的池沸腾换热系数比平壁面提高1.7～2.5倍,与纯工质比较,其强化效果降低,而△h_b增加,它与MFPS无因次参数m值大小有关。提出了混合工质在平壁面上池沸腾换热修正计算式,最大偏差在±8%之内。还首次建立了混合过程熵增△S_(mix)与△h_b之间的定量关系式。并提出了混合工质在MFPS上的池沸腾换热计算式,最大偏差在±15%之内。     

低沸点工质在水平蒸发换热强化管内换热特性研究

本文通过分析作者和国内外文献有关低沸点工质在水平螺旋翅片管内蒸发换热特性实验数据，讨论了热流密度、质量干度和质量流速对局部换热系数的影响，并将实验数据与现有的螺旋翅片管换热关系式的计算值进行比较，结果表明，Ｋａｎｄｌｉｋａｒ的关系式具有明确的流动沸腾换热机制及一定的计算精度．为提高其通用性和计算精度，本文提出了进一步改进Ｋａｎｄｌｉｂａｒ关系式的具体设想．从而为优化设计螺旋翅片管、研制高效蒸发强化管提供了理论计算依据．     

R134a在水平三维微肋管内的沸腾换热

实验研究了Ｒ１３４ａ在水平三维微肋管内的沸腾换热。实验段有效长度３．０ｍ,内径１２ｍｍ,工质量量流率１００－２７７ｋｇ／（ｍ＾２．ｓ）,热负荷１０－２０ｋＷ／ｍ＾２,饱和压力０．５４－０．６５ＭＰａ,实验考察了质量流率,质量干度和饱和压力对换热系数的影响。     

均匀电场对池沸腾换热的影响分析

对均匀高压电场作用下平板池沸腾换热的强化效果进行了试验研究,发现在较低过热度的范围内电场对换热有明显的强化效果.场强越高,相同过热度对应的换热系数越高.在相同的场强下,强化系数随着热流密度的增加而减少.结合试验结果对电场强化沸腾换热的机制进行了分析.在热流密度较小的范围内,对流换热占主导地位,电场强化对流换热使壁面过热度大大下降,导致相应过热度下汽泡的平衡半径提高,因此,抑制了核态沸腾.随着热流密度的提高,汽泡的产生和运动成为影响换热的主要因素,此时过热度的变化不是很大,在相同的过热度下,电场可以减小汽泡的临界半径,使汽泡增多.在汽泡准备区,电场会影响汽泡的核化;在汽泡成长区,电场会影响汽泡的长大、变形和脱离;在非沸腾区,电场会影响单相流体的自然对流换热.     

用石英砂强化水平圆柱池沸腾换热的实验研究

将石英砂引入水平圆柱外表面沸腾的水中 ,系统地研究了不规则固体颗粒粒度、初始埋深及热流密度对弯曲表面池沸腾换热的影响。换热表面的材料为不锈钢 ,固体颗粒是粒度为 0 .4～ 1.2mm的石英砂。实验结果表明 ,在充分流化的条件下 ,在水平圆柱外表面沸腾的水中引入非均匀粒度的固体颗粒可以明显地强化换热。在相同的壁面过热度下 ,其热流密度一般是不加石英砂时的 2～ 4倍 ,但在固体颗粒被充分流化前 ,换热效果会出现短时间的恶化。与平换热面及采用均匀粒度固体颗粒的情况相比 ,初始埋深和颗粒粒度对强化换热效果的影响较弱     

低沸点工质水平蒸发换热强化管评述

本文分析总结了许多低沸点工质水平蒸发换热强化管的实验和理论研究成果,得到如下结论:在通常情况下,螺旋微翅片管的强化换热为最佳,其强化效果好、压力损失小;较优的翅片形状为锯齿形或翅顶为平形、翅槽为圆形;较佳的结构几何尺寸范围为:螺旋角β为10～25°、翅高h为0.15～0.20 mm、翅片数n为60～70.据此,作者提出了进一步深化研究的设想.     

紧凑传热管束的池内核沸腾换热强化特性

对紧凑式排列管束在水平和竖直两种排列方式下的池内沸腾换热特性进行了实验研究．确认了在低热负荷条件下能够实现沸腾换热,并具有很好的换热强化效果,同时对紧凑式排列管束沸腾、套管内有限空间沸腾和降膜式强制对流进行比较．发现在相同的热负荷条件下,紧凑式排列管束沸腾换热性能超过降膜式换热,其换热特性与一般的沸腾特性有很大差异．从实验结果看满液型蒸发器比降膜型蒸发器更具优点     

电极对EHD强化沸腾换热的影响

通过综合国内外EHD强化沸腾换热的最新研究成果，分析了电极的形状，位置，材料和极性对EHD强化沸腾换热的影响，并指出了该领域的研究方向。     

R134a中润滑油对强化管外池沸腾传热影响的实验研究

对3根高效强化管(E21、E22、E23)在饱和温度为5℃和10℃的工况下进行了水平管外含油R134a池沸腾传热的实验研究.实验结果表明:相对于光滑管,强化管E21、E22和E23的管内传热系数强化倍率分别为3.703、3.035和2.709;在蒸发温度为5℃时,在不同的流速下,含油率为100×10-6的外表面传热系数比含油率为50X10-6的传热系数增加了3.79,6～7.2%,而在10℃时增加了0.8%～10.9%.研究结果对于制冷系统中蒸发器的设计具有一定的参考作用.     

水在水平管束管外池沸腾传热的实验研究

通过对水在水平管束管外池沸腾的实验研究,探讨了沸腾换热系数随热流密度及沿管排高度变化的规律和内在机理．由实验结果发现：管束中各排测量管的沸腾换热系数明显高于单管池沸腾的情况;管束沸腾时存在管束效应,即随管排位置增高,起始沸腾点提前,沸腾曲线上移,沸腾换热系数增大;这种管束效应在部分核态沸腾时较强,而在充分发展核态沸腾时较弱;管束池沸腾的强化传热应归因于“滑移汽泡”及“诱发自然循环对流”机制．此外,还得出了管束池沸腾换热系数的经验关系式．     

EHD强化大空间光滑管外核沸腾换热实验研究

以氟里昂（Ｒ１１）为工质，对大空间光滑管外核沸腾的ＥＨＤ强化进行了实验研究，得到了在外加交流电场的条件下沸腾换热系数与电压、热通量、电极形式、数目、位置、形状等因素的相互关系。     

三维微肋管内沸腾两相流型及其换热

以R134a为工质在作者研制的三维微肋管内进行了水平流动沸腾换热实验研究，通过可视化措施对流型及其转换进行了观测，结果表明，在Tailer-Dukler流型图上，三维微肋管内沸腾流型的分界线与光滑管有所不同，其中间歇流与环状流的判据由Xtt等于1．6减小到Xtt等于0．42，而波状流向环状流转变的Fr数有所增加；而在中等质量流速下环状流与局部蒸干区的转变主要受热流密度的影响。同时，对三维微肋管内沸腾换热特点进行了讨论，并对得到的实验数据建立了分区换热关联式，这些不同流型下的换热关联式的计算值能较好地同实验数据相吻合。     

固体颗粒强化泡状沸腾换热机理的研究

在液体中加入固体颗粒添加剂是强化沸腾换热的一项新技术，本文讨论了加热面附近颗粒－液体－蒸汽三相流动工况，着重分析了处于流化状态的固体颗粒强化沸腾的机理，获得了流化颗粒床泡状沸腾的计算式．     

紧凑型滚压强化管管束内水和盐水的沸腾强化换热特性

对水平光滑和滚压强化两种传热管管束在不同压力条件下的窄小空间内沸腾强化换热进行了实验研究，确认了窄小空间能够有效强化沸腾换热特性，存在着一个换热强化效果最好的最佳管距．当管距很小时，光滑管几乎具有和强化管相同的换热特性．实验范围内盐水浓度对换热特性几乎无影响．实验证明，对紧凑满液型蒸发换热器，利用传热管管束狭窄空间内早期沸腾强化换热机理，可以将中小热流密度条件下的自然对流换热转化为旺盛核沸腾换热，其换热性能大大优于传统的降膜式蒸发换热器．     

表面加工管束的垂下液膜沸腾换热强化的实验研究

常压状态下，对饱和水和饱和Ｒ１１两种工质在光滑管束和两种机械加工管束上的垂下液膜的对流和沸腾传热特性进行了实验研究．发现在低热负荷条件下，加工管束的平均换热系数比光滑管提高了３～１０倍，具有显著的换热强化作用．其机理是，在低热负荷情况时加工管的表面出现了局部沸腾现象，从而使加工管的换热性能得到大幅度改善．     

紧凑管束蒸发换热器内水的沸腾强化换热特性

设计了一种新式满液型蒸发换热器,利用水平传热管管束间狭窄受限空间内早期沸腾强化换热机理和同一管束中两管缝隙强化沸腾换热机理,将中小热负荷条件下的自然对流换热转化为充分发展核态沸腾换热,其换热性能大大优于传统的满液型蒸发换热器.对水平传热管管束在受限空间内沸腾强化换热的实验研究表明,这种水平管蒸发换热器具有良好的换热性能;管束距离和传热管在管束中的位置对各个传热管换热特性都有很大影响,且存在着一个最佳管束距离;随着压力增加,受限空间内沸腾强化换热的强化效果显著增强.     

水基磁性流体水平加热棒下的池沸腾传热实验研究

研究了磁性微粒浓度、外加磁场对水基磁性流体在水平加热棒加热情况下的沸腾传热影响．实验结果显示，磁性微粒浓度、外加磁场对磁性流体的沸腾换热有很大影响．高浓度的磁粒浓度使磁性流体沸腾换热恶化，对于中低浓度的磁性流体，存在一个最优的磁粒浓度，在该浓度下沸腾传热的强化效果最显，施加磁场时该结论仍然成立．施加磁场使磁性流体的沸腾传热强化．