狭缝流动沸腾强化传热机理的探讨

假定总热流密度来自对流和汽泡潜热两种成份的叠加,从理论上分析了狭缝通道中流动沸腾传热的机理,揭示了沸腾换热系数与通道尺寸之间的关系,从而证明了狭缝通道能强化传热,并以间隙为1mm和1．5mm的环形狭缝通道中流动沸腾传热的实验数据进行了检验。     

液氮在狭缝通道内受迫流动沸腾换热的实验研究

对液氮在0．5－1．5mm狭缝通道内受迫流动沸腾换热的情况进行了研究,实验结果表明：液氮在弦月形猴缝通道中的受迫流动沸腾换热系数是传统大直径光管池沸腾的3－5倍,与热虹吸狭缝通道内沸腾传热相比,当热流密度高于10kW/m2时,受迫流动沸腾在换热温差和换热系数两方面有明显优势,液氮受迫流动沸腾换热系数随质量流速的增加而增加,随热流密度增加的趋势更为显著,狭缝间隙尺寸减少,换热效果增强,弦月形通道与环缝通道相比,在相同的条件下,弦月形通道显示更好的换热效果。     

狭窄环形通道内环状流动传热的计算

建立了环形通道内环状流的分相流模型,通过求解质量、动量及能量守恒方程,得到了液膜的厚度、膜内速度、温度的分布以及换热系数,结果表明：沸腾换热系数随着热流密度和质量流率的增加而增加,随着狭缝尺寸的增加而减小,与液氮在弦月形狭缝通道内沸腾实验数据相比,环形通道内环状流传热模型计算值仿小,平均偏差为29%,这是由于弦月形通道的特殊结构形式所致,也从一个方面说明弦月形通道具有强化换热的作用。     

弦月形通道内热虹吸沸腾强化传热的数值计算

弦月形狭缝通道热虹吸沸腾传热具有明显的传热强化效果 ,以溴化锂水溶液为工质的实验测试表明 ,其传热系数达到5～ 6kW/ (m2 ·K) .基于这种狭缝通道气泡底部薄液膜蒸发机理 ,建立了狭缝沸腾传热组合机理模型 .计算结果表明 ,随着时间的延续 ,膜内温度逐渐趋于线性分布 ;热流密度增大 ,液膜厚度变薄 ;沸腾传热系数随着热流密度的增大而增大 .分析了不同边界及初始条件下的气泡底部液膜蒸发传热特性 ,解释了气泡受挤压变形后气泡底部的液膜厚度减薄是传热效率得到增强的主要原因 .该传热模型的求解结果与实验结果吻合良好 ,说明本模型是合理的     

汽泡生成状态对沸腾传热影响的实验研究

就常规沸腾下的汽泡生成状态对沸腾传热强弱的影响进行了实验及机理研究．结果表明：诱发传热表面上汽泡的成核可使沸腾换热强化，相反，沸腾传热减弱．     

波形微通道流动沸腾换热特性的数值模拟

提出一种壁面为正弦波形结构的微通道,应用VOF模型和用户自定义函数,着重对波形微通道内的流动沸腾换热过程进行数值模拟.对比波形微通道和平直微通道内的汽泡变化、流动沸腾换热效果和可靠性的差异,分析波形结构对微通道流动沸腾换热的影响.对比发现:波形结构可以促进汽泡脱离受热壁面,维持核态沸腾,避免局部干涸,保证汽液两相流动的可靠性.研究结果表明:增大波幅和减小波距均可强化波形微通道的沸腾换热;波幅扩大到4倍(从20μm增加到80μm),沸腾换热系数提高26.5%,流动阻力升高24.0%;波距缩小到1/4(由2.0 mm减少到0.5 mm),沸腾换热系数提高16.0%,流动阻力升高40.0%;波幅对沸腾换热系数的影响较大,而波距对流动阻力的影响较大,但过大的波幅和过小的波距会引起局部干涸,造成传热恶化,不利于可靠传热.     

加热面尺寸对饱和池沸腾换热性能的影响

为揭示加热面尺寸对饱和池沸腾换热性能的影响,对8种不同尺寸光滑硅片表面在FC-72中的池沸腾换热性能进行了实验研究,通过高速相机观察了不同热流密度下各尺寸硅片表面的气泡动力学行为,分析了加热面尺寸对汽泡成核、脱离特性和换热系数的影响。结果表明,自然对流区内,相同热流密度条件下加热面尺寸越大,硅片对液体的热对流扰动越小,壁温越高且换热系数越小;随热流密度增大,换热面周边最先产生汽泡,大尺寸换热面与绝热胶的接触周长更大,产生的缺陷和凹坑能捕捉更多气体,因此率先进入核态沸腾。核态沸腾区内,小尺寸加热面汽泡脱离直径小、脱离频率高,换热性能好。高热流密度范围内,大尺寸表面的汽泡脱离直径和脱离频率随热流密度增大而迅速增大,表面换热增强。临界沸腾点时,换热系数随加热面尺寸的增加呈先增大再减小最后缓慢增大的变化趋势。     

多孔性金属薄层的泡核沸腾试验

对自制的多孔性金属薄层的泡核沸腾传热特性进行研究．试验采用单管沸腾装置，管内使水沸腾汽化，管外用电加热．在试验的温差下，多孔覆盖层表面的沸腾传热膜系数为光滑表面的２．２２倍，泡核沸腾起始温差从３．９℃降至２．１℃．作者还分析了多孔覆盖层表面强化沸腾传热的机理，并提出沸腾传热膜系数与温差关联式．     

固体颗粒对池沸腾换热表面上结垢的影响

给出了固体颗粒对池沸腾换热表面结垢特性影响的实验研究结果．沸腾工质为ＣａＳＯ４饱和水溶液，换热表面材料为紫铜，固体颗粒是０．５～１ｍｍ的玻璃珠．实验结果表明，在平表面池沸腾条件下引入固体颗粒，只能在较短的运行时间内起到强化换热的作用．当运行时间较长时，不仅不能强化换热，反而因结垢而使得换热情况恶化．这说明，在沸腾炉中加入固体颗粒以强化换热的方法在实际应用中存在一定的局限性．     

Ω型凹槽微通道内的汽泡行为及流动沸腾特性

针对Ω型凹槽微通道内流动沸腾,运用VOF(volume of fluid)模型和用户自定义函数,对微通道内发生的一系列汽泡行为进行了数值模拟.结合Ω型凹槽微通道内汽泡成核生长、聚并、脱离的动态演变过程,分析Ω型凹槽微通道流动沸腾换热的特点.结果表明:与平直微通道相比,Ω型凹槽微通道内的汽泡行为较为不同,汽泡脱离周期缩短,主流区温度降低,汽泡与受热壁面之间存在液体薄层,有助于提升流动沸腾换热的稳定性、可靠性;不同的凹槽结构(凹槽深度H、凹腔直径D)强化传热效果不同;H=50μm,D=80μm的Ω型凹槽微通道,其换热系数最高;H=30μm,D=50μm的凹槽微通道则对应最低的换热系数;凹腔直径对微通道内的压降影响较为明显,较大的凹腔直径对应较高的压力损失.     

热量概念的产生和发展

热量概念是用来描述热现象的最基本的概念之一,回顾这一概念的产生和发展,对于全面地认识和掌握这一概念无疑是有益的.本文从历史发展的角度系统地介绍了人们对热量概念在不同认识水平、不同认识阶段的定义.     

热泵工质在管内对流换热能量与损探讨

通过对高温吸收式热泵工质对水/乙二醇在管内流动及对流换热过程的分析,建立了描述能量损失与(火用)损失的数学模型,通过对模型的求解及实验研究,获得了能量损失及(火用)损失分布。     

充液量对钠热管启动运行影响的实验研究

通过对３根充液量不同的钠热管进行实验，分析研究了充液量对钠热管启动运行过程的影响。结果发现φ２５ｍｍ×２．５ｍｍ长为１ｍ的钠热管内充约７８ｇ质量的钠为最佳，充液量过多或过少都将影响钠热管的正常工作。     

换热器传热效率与强化对高温热泵性能的影响

溶液换热器是高温吸收式热泵的重要部件之一。它的传热效率及其传热强化对提高系统性能,降低热泵系统的设备费和操作费是非常重要的。本文分析计算了不同传热效率对系统性能的影响,并分析了换热器传热温差与(火用)损及传热效率的关系,提出采用强化传热元件和评价热泵系统性能的关联式。     

空气比热容比测定的热力学分析

本文从变质量热力学系统的观点出发,提出一种测定空气比热容比的热力学分析方法.结果与常质量热力学系统分析完全一致.     

分散染料晶型生成热与晶型热稳定性的研究

本文用燃烧热法鉴别分散染料深蓝H-GL不同晶型的热稳定性。测定了分散染料深蓝H-GL的不同晶型,α-、β-和无定形的生成热,分别为-657±4.3,-638±7.3、-565±5.3千焦/摩尔。确定了它们稳定性的序列:α->β->无定形。     

浮头式废热锅炉工艺气传热特性的试验研究

浮头式废热锅炉工艺气侧的传热过程属于辐射状扩缩流横向冲刷管束的强迫对流换热，这种对流换热既不同于定截面流的横向冲刷管束的换热，又不同于一般的变截面流的横向冲刷管束的换热，文中用大比例尺（Ｍ１：２）模型测定了该换热过程的对流放热系数与雷诺数间的关孔试验结果表明这种流动方式强化了对流换热过程，辐射状扩压流的放热系数比平行流横向冲刷错列管束的放热系数增加１６％，而辐射状收缩流横向冲刷管束的放热系数比平行流横向冲刷错列管束的放热系数则增加４０％左右。     

含似球型分子─正烷烃过量热容的测定与研究

本文测定了苯—正壬烷、苯—正十一烷、环已烷—正壬烷、环已烷—正十一烷、四氯化碳—正辛烷五个二元物系过量热容Ｃ，并与Ｆｌｏｒｙ理论对Ｃ的预测值进行了比较，得到了分子取向次序变化对Ｃ的贡献大小。结果发现Ｆｌｏｒｙ理论对Ｃ的预测值与Ｃ的实验值偏差很大，分子取向次序的破坏对Ｃ的贡献为负值。     

供冷系统管路温升的合理计算

在供冷系统的设计中,管路温升通常不予计算,而是根据经验选定。合理计算供冷管路温升是提高供冷效率的前提,按常规热工方法计算供冷管路温升其数值很小,远小于实测值.本文对引起管路温升的机理作了分析,认为管路温升主要是管道壁的传热和水泵管道阻力损失温升两部分。管道壁传热温升的计算应在传统热工计算的基础上,补充考虑以下五个因素:1、太阳辐射热的吸热量;2、外壁发生凝水时的传热增强,需计算析湿系数;3、埋地管道中,由于非绝对稳态,引入增热系数;4、隔热层材料和安装质量等引起隔热结构恶化而引入隔热效率系数;5、管道附件、阀门、支撑等引起的附加冷量损失系数。据此,提出了各类管道传热温升的计算方法,其计算结果与实测数据基本吻合。本方法为降低管路温升,提高供冷效率,降低能耗提供了理论依据.     

空调车室传热数学模型及冷负荷计算

本文引用控制理论中扰量与响应的离散化处理方法,通过对车体传热机理分析,建立了车体非稳态传热方程,导出了车体传递函数系数计算公式,进行传热量的动态计算.通过算例,分析了车体传递函数系数及车体传热量.这些结果又为改进车体设计、提高车体热工性能指明了途径.