受限微细通道内的流动沸腾流型转化准则

理论分析了微细尺度条件下通道尺寸对气泡运动特性的影响,指出当通道尺寸小于气泡脱离直径时一种特殊流型"受限泡状流"的产生及其特性。对受限通道内流动沸腾过程中的流型转变准则进行了推导,绘制了相应的流型图,并进行了实验验证。研究表明,微细通道内沸腾流动气液两相流流型转变比绝热工况下有明显的推迟;而在流动沸腾工况、相同热通量和质量流速条件下,随着微细通道尺寸的减小,流型转化会在一定程度上提前产生。     

高粘流体流动沸腾流型判别式关联

定性分析了高粘流体流动沸腾流型数据，用非线性阻尼最小二乘法对实验数据进行了优化关联，获得流型判别关联式。     

微通道内流动沸腾可视化观察与流型转换研究

对去离子水在矩形微通道(0.54mm×1.6mm)中的流动沸腾进行了可视化观察和实验,观察到泡状流、弹状流、环状流三种流型,并对流型进行分类.根据流型转换实验数据,得到随千度和质量流速变化的流型分布图,在此基础上进一步拟舍得到流型转换预测的新关联式,对矩形微通道内流动沸腾换热的研究有重要的实际意义.     

高粘假塑性流体流动沸腾流型

<正>在流动沸腾传热两相流研究中,流型研究一直是众多研究者的兴趣所在。目前有关流型研究的报道均为低粘物系,但高粘流体两相流流型研究,对高聚物生产、食品、轻工等工业有重要应用价值。 浅尾芳久等在透明玻璃管中研究了流动沸腾的流型,表明Mishima等提出的流型划分判据可以较好地区分泡状流、弹状流、环状流。Kamiel等分析比较了大量低粘物系两相流实验数据和几种流型判别式,表明Weisman等提出的判别式可以较好地区分弹状流与环状流。     

基于可视化试验的板翅通道内过冷沸腾汽泡行为分析

以水为介质,对板翅式换热器的2种变截面翅片:横排锯齿翅片(TDS)和三角多孔翅片(TP)通道内的强制对流过冷沸腾现象进行了可视化研究。分析了过冷度对汽化核心数的影响;热流密度、体积流量和过冷度对汽泡脱离直径的影响。通过观察强制对流过冷沸腾流型揭示了变截面翅片通道内的沸腾强化传热机理。研究结果表明:2种流道内过冷沸腾流型类似,分为气泡形成区、发展区和消失区;变截面流道气泡平均脱离直径随着体积流量和过冷度的增加而减小,随着热流密度的提高而增大;在相同工况下,TP流道形成的汽化核心数量多于TDS流道;TDS流道的气泡平均脱离直径比TP流道高约1.4倍。     

微通道中纳米流体流动沸腾换热性能研究

为研究微通道中纳米流体流动沸腾的换热性能,设计了一种水力直径为143 μm的矩形硅基微通道,搭建了研究微通道中纳米流体流动沸腾换热的高速测量和光学可视化实验平台.研究了质量分数为0.2%的Al2O3纳米流体及纯水在微通道中的流动沸腾换热性能.通过比较在两种换热工质中系统压降和壁温,并结合流型的同步变化分析了纳米流体的流...     

微细通道中R32流动沸腾换热的数值模拟

利用VOF多相流模型对R32在1、2mm水平光管内流动沸腾换热进行了二维非稳态数值模拟。模拟的工况为:质量流速100kg·m2·s~(-1),热通量12kW·m~(-2),饱和温度15℃。模拟结果显示:2mm通道内工质的流动沸腾过程依次经历了液相单相流、泡状流、弹状流;1mm通道内工质的流动沸腾过程依次经历了液相单相流、泡状流、受限泡状流、弹状流。利用模拟所得气相体积分数分布、温度分布,分析了R32管内流动沸腾过程中的基本规律和气泡运动特点,以及管径对流动沸腾换热过程流型的影响。利用数值模拟结果与实验结果进行对比,显示较好的一致性。     

大长径比垂直换热管外瞬态池沸腾的研究

通过实验研究了在瞬态条件下垂直换热管外池沸腾的流动和传热特性,获得了两相流动的可视化结果,展现了池沸腾沿垂直管流型的演变过程。分析了换热管于大尺度受限空间和开放空间的池沸腾换热特性的差异,受限空间下整体传热性能优于开放空间,而受限空间下上部与底部位置的传热系数的比值小于开放空间;随着热负荷的增加,开放空间与受限空间的差异化减小。此外,针对饱和池沸腾进行了与实验模型相对应的数值模拟,开放空间的池沸腾流场呈现出分层、渐进和传导性的对流特性;而受限空间下,受限边界的内外水域间形成了上下循环的对流机制。     

分离式热管的研究进展

本文综述了分离式热管的研究进展,包括蒸发段的各种流型,充液量,传热特性,传热极限和最佳工作状态。其中详细介绍了蒸发段的传热特性和热管的各种传热极限:粘性极限、声速极限、干涸极限、沸腾极限、冷凝极限和装置极限。     

微细通道中R32流动沸腾换热的数值模拟

利用VOF多相流模型对R32在1、2 mm水平光管内流动沸腾换热进行了二维非稳态数值模拟。模拟的工况为：质量流速100 kg·m²·s^-1,热通量12 kW·m^-2,饱和温度15℃。模拟结果显示：2 mm通道内工质的流动沸腾过程依次经历了液相单相流、泡状流、弹状流;1 mm通道内工质的流动沸腾过程依次经历了液相单相流、泡状流、受限泡状流、弹状流。利用模拟所得气相体积分数分布、温度分布,分析了R32管内流动沸腾过程中的基本规律和气泡运动特点,以及管径对流动沸腾换热过程流型的影响。利用数值模拟结果与实验结果进行对比,显示较好的一致性。     

基于MUSIG模型的低温流体过冷沸腾数值模拟

在低温泡状流中,鉴于液相中离散的气泡尺寸大小不一,文中将MUSIG模型应用于低温流体过冷沸腾计算中。通过模拟液氮在竖直圆管内过冷流动沸腾过程,对各尺寸组气泡的分布、轴向空泡份额的分布规律及流动不稳定性进行了分析。计算结果表明:各尺寸组气泡在壁面和中心区呈现不同的分布规律;平均空泡份额沿轴向呈非线性递增变化;由于流型的转变,管内压降将出现突变。     

沸腾管内汽液两相流动压力波动信号的分析

研究了竖直管内沸腾两相流动时压力波动信号的特性,采用功率谱密度函数、分维数、关联维数及Kolmogorov熵等非线性分析方法对压力波动时间序列进行了定性及定量分析,考察了热流密度及液速对压力波动的影响规律。结果表明,此类系统具有非线性混沌特性。定量计算结果表明,分维数小于1.5,系统存在1个关联维。K熵的变化也具有同样的趋势,且为有限正值;沸腾流动的汽液两相流型和非线性特征量之间有一定的关系。     

两种烧结通道的沸腾传热和阻力特性对比

多孔材料对沸腾换热的强化是能源化工领域的重要主题。本文针对两种不同的烧结结构——并联微通道和扁平通道（仅有烧结底层）,以去离子水为工质,进行了过冷流动沸腾换热实验对比研究。研究发现：并联微通道的传热系数和临界热流密度远高于扁平通道,这和并联微通道优异的毛细供液性能相关。底厚粒径比对并联微通道的沸腾换热性能影响较大,过大的底厚粒径比会造成换热性能的下降。质量通量对小粒径样品的沸腾曲线和换热性能均影响较大,对大粒径（d=120μm）样品的沸腾曲线影响较小。烧结并联微通道的平均压降大于扁平通道。相同底厚下,平均压降随着微通道粒径的增大而增大。可视化观察表明：两种通道在中高热流密度流型不同,其主要相变机制均为薄液膜蒸发模式。     

铜基正弦波微通道内流动沸腾传热特性试验研究

基于超快激光技术加工铜基正弦波弯曲型微通道，以去离子水为流动工质，在不同质量流量和热通量条件下，对弯曲型微通道内流动沸腾特性进行试验研究。基于温度/压力数据和流动可视化结果，发现通道传热系数随出口干度增大，呈迅速增大后减小并趋于稳定趋势，正弦波微通道相较直微通道具有更好的换热性能，传热系数最大提高127.7%，压降仅增加14.4%。波状通道结构能明显抑制流动沸腾中不稳定现象发生。通过可视化试验发现，随热通量增大，流型经历泡状流-弹状流-环状流的转变，换热主导机制由核态沸腾逐渐过渡到薄液膜蒸发。     

载气蒸发传热及其流型的研究

载气蒸发是在沸腾的液体中引入一种惰性气体,成为液体的汽化中心,使液体的汽化在气—液界面上进行。载气的引入,强化了传热,降低了壁面液体的过热度。本文对空气一水物系,在φ32×3长为1300mm的垂直管中,进行了载气蒸发过程的传热研究和流型观测,并对载气蒸发传热机理进行了分析。     

低压沸腾管内汽泡尺寸的测量与研究

沸腾工况汽液两相流汽泡尺寸的研究对于深入理解两相流动特性以及相关模型的发展具有重要意义。文中采用双探头光学探针对受热上升管内汽液两相流汽泡尺寸的径向分布特性进行了测量与研究。此外,通过对汽泡尺寸概率密度数的分析,得出了对应工况的两相流流型,根据理论分析及实验结果,总结了汽泡尺寸径向分布与流型的关系。     

垂直U型管两相流流型和传热研究——(Ⅲ)用管内扰流子消除U型管沸腾传热恶化的研究

为解决大型合成氨装置U型管高压废热锅炉爆管问题,在P=106×10~5Pa压力下试验了三种管内扰流子结构型式,对消除U型管沸腾传热恶化具有很好的效果.试验确定了三种扰流子型式的阻力特性,得出了单相阻力系数与雷诺数的关系特性,用Chisholm方程求得了两相流摩擦压降倍率与含汽率关系,建立了关联式.在水-空气试验台上进行了扰流子的流型观察试验,建立了流型图.试验得出单头扰流片阻力最小,结构简单,建议用于U型管废热锅炉消除传热恶化,以确保废热锅炉的安全运行.     

液化天然气绕管式换热器壳侧混合工质流动及传热特性

绕管式换热器壳侧的流动及传热特性对大型液化天然气/浮式液化天然气装备设计和优化具有重要意义。本文建立了两相流动沸腾数值模型以预测壳侧流型、压降及其传热效果。通过耦合VOF模型、相变传质模型和表面张力模型,探究了不同质流密度、干度等因素对壳侧流动传热特性的影响,并通过绕管式换热器流动换热实验平台进行了实验验证,证明了模拟所得规律与实验结果有良好的吻合性。结果表明：压降随干度的增加而增加;传热系数随干度的增加有所减小;壳侧制冷剂在不同干度下主要呈现柱状流、滴状流、气状流等流型。本研究为设计和优化绕管式换热器提供了理论基础。     

料仓流型及改善贮料流动性分析

本文介绍了各种料仓流型,并详细分析了影响料仓流型的因素,尤其是装料形式、改流体对料仓流型的影响,为料仓设计、选择流型和改善散体流动措施提供了参考。     

基于电容层析成像和模糊模式识别的油气两相流流型辨识新方法的研究

基于电容层析成像和模糊模式识别技术别提出了一种油气两相流流型辨识的新方法。建立了12电极电容层析成像流型自动识别系统，该系统利用Tikhonov正则化原理并结合SIRT(Simultaneous Reconstruction Techniques)算法进行图像重建。Tikhonov正则化原理用于克服图像重建过程中的不适定问题，SIRT算法用于提高最终重建图像的质量。根据流型的随机和模糊特性，提出了一种根据管截面重建图像进行流型辨识的模糊流型判别方法。研究结果表明，提出的流型辨识新方法是有效的。对于层状流、核心流、环状流、均相流等流型，流型辨识的准确率高于95％，辨识一个流型所用的时间小于0.3秒。对于塞状流，流型辨识的准确率高于90％。