喷雾冷却换热强化研究进展及影响因素

喷雾冷却是一种高效的散热手段,广泛应用于高热通量电子元器件的热管理。近年来,喷雾冷却引起了极大的关注,其换热能力得到了显著的提升。特别地,新型微纳米表面的开发极大地促进了喷雾冷却传热的发展,丰富了喷雾传热强化的机理研究。因此,本文全面系统地总结了喷雾冷却的最新研究成果,讨论了喷雾换热的强化机理,从传热表面特性,工作介质以及喷嘴参数等多个方面讨论了喷雾冷却换热的关键影响因素。最后,进一步探讨了喷雾冷却抑制Leidenfrost现象的机制,并对喷雾冷却未来研究方向进行了展望。     

调节冷却制度 降低玻化砖脆性

本文从调节窑炉冷却制度出发，提出了解决砖发脆、强度低的方法，井针对冷却制度对砖微裂纹的形成与扩展进行了初步分析讨论。     

喷雾冷却技术综述及纳米流体喷雾应用前景

喷雾冷却技术及纳米流体技术都是解决高热流密度散热问题的有效手段,本文从喷雾特性、外部特性以及喷雾流体改性三个方面综述了喷雾冷却技术的发展;介绍了纳米流体技术及其优越性,针对喷雾冷却技术与纳米流体技术的可结合性阐述了二者的结合可能带来的有益效果。     

工业循环水冷却工艺的节能减排

介绍了HJP型冷却技术的特点及其应用前景.HJP型喷雾冷却装置采用以蒸发冷却为主(高温差的冷却)并与喷雾冷却相结合的冷却方式,是两种冷却效果的叠加.以生产20万t/a PVC项目及与其配套的烧碱工艺为例,其所需循环水量为3万t/h,采用HJP型冷却技术后,节约电量为690万kW·h/a,相对所节省的运行费用为345万元/a.     

调节冷却制度降低玻化砖脆性

本文从调节窑炉冷却制度出发，提出了解决砖发脆，强度低的方法，并针对冷却制度对砖微裂纹的形成与扩展进行了初步分析讨论。     

制冷剂瞬态喷雾冷却表面传热特性

喷雾冷却在工业工程中应用广泛,其表面相变传热过程非常复杂,需要开展深入研究揭示其机理与规律。以R134a、R407C及R404A制冷剂为工质开展瞬态喷雾冷却表面相变传热特性实验研究,提出了表征冷却表面内部导热阻力与喷雾表面对流传热阻力之比的喷雾Biot数,以及表征瞬态喷雾冷却最大热通量及其出现时刻的量纲1 Reynolds数Re_l和Fourier数Fo_l。将Jakob数Ja与Re_l及液滴Weber数We关联,提出了最大热通量及其出现时刻的通用量纲1关联式。发现不同制冷剂的瞬态喷雾冷却过程具有相似性,得到了热通量随时间变化的量纲1关联式。利用上述关联式对喷雾表面瞬态温度进行模拟,结果与实验结果吻合较好,证明了关联式的准确性。     

乙醇和正丁醇添加剂对喷雾冷却的影响

喷雾冷却是高功率电子器件冷却领域最具有发展前景的散热方式。利用在去离子水中添加不同浓度低醇类（乙醇、正丁醇）添加剂以提升喷雾冷却换热性能的方法,搭建了喷雾冷却实验平台并就添加剂浓度对传热特性的影响进行了实验研究。实验结果表明在去离子水中加入乙醇和正丁醇,存在强化换热的最佳添加剂浓度。在还未达到最佳浓度值之前,添加剂浓度越高,喷雾冷却换热效果越好。乙醇的最佳浓度为4%,正丁醇的最佳浓度为0.5%。     

超声对无沸腾区浸液式喷雾冷却的影响研究

超声由于空化和声流机制可起到强化换热效果,为研究其在高热流下对喷雾冷却传热特性的影响,设计并搭建了以H₂O为工质的浸液式喷雾冷却实验平台,在无沸腾区范围内考察了不同喷雾高度、压力和热通量下超声场对喷雾冷却换热性能的影响。研究表明：超声浸液喷雾冷却的换热效果要优于浸液式喷雾冷却,在高热通量152 W/cm²情况下更加明显;强化换热效果会随着喷雾压力的升高而减小,在最佳喷雾高度10 mm和喷雾压力0.1 MPa条件下,浸液超声式喷雾冷却相比浸液式换热效果最高提升14.4%;超声对换热的改善作用随着喷雾高度增加而提升,喷雾高度18 mm时最高强化比29.1%。     

激光溶脂手术脉冲式制冷剂喷雾冷却数值研究

无创激光溶脂发展潜力巨大,但水对近红外激光的吸收可能导致真皮热损伤。目前尚无有效的正常组织冷保护措施,制约了激光溶脂的发展。提出采用多脉冲喷雾冷却的方式对人体皮肤进行冷保护,建立皮肤组织多层均匀模型,结合Pennes生物传热方程数值模拟制冷剂R134a连续和脉冲式喷雾对皮肤深层组织的冷却效果。发现相同累计喷雾时间下多脉冲喷雾的冷却深度大于连续式喷雾,从冷却温度和冷却深度上更适合于激光溶脂的皮肤冷却。在单次喷雾时间10 ms、间隔时间2500 ms、喷雾次数10次、占空比0.004的条件下,冷却深度达到5000 μm,1 mm深度的皮肤组织喷雾中心温度最低能达到11℃,可以有效满足激光溶脂对皮肤冷却深度的要求。     

系统压力影响下的喷雾冷却特性及温度均匀性

喷雾冷却是一种新型的高热通量换热方式。对以水为工质的封闭式喷雾冷却进行了实验研究,并结合实验现象对不同系统压力下喷雾冷却的换热特性及表面温度不均匀性进行了分析,并给出了相应的量纲1压力换热关联式。实验结果显示:由于系统压力较低,喷雾工质在较低的温度下进入两相区,其换热能力远远高于常压下的换热能力,且换热性能随系统压力减小呈指数性增大关系;在实验条件中,可以实现在85℃的平均壁面温度下,热通量达到360W.cm-2;低压下喷雾冷却被冷却壁面的温度不均匀性小于常压下温度不均匀性。     

一种特殊的机械密封冷却机构

采用合适的冷却方案是保证机械密封稳定运行的有效手段。在高温工况中,常用的冷却方案所使用的冷却机构存在循环效率损失和端面散热不均匀的问题。针对这些存在的问题,介绍了一种特殊的冷却机构。该机构通过结构上的改进,解决了一般冷却机构存在的问题。     

环式喷水冷却装置的性能分析

根据传热学原理，建立了以轴向和径向变量为参数的二维喷水冷却模型，并研究了沿轴向采取不同换热系数的控制冷却技术。分析表明，环式喷水冷却装置具有较高的冷却效率和良好的冷却效果。     

低压静电用于循环冷却水阻垢的实验研究

对低压静电处理循环冷却水的阻垢性能进行了实验研究与机理分析。采用动态监测污垢热阻的方法进行了结垢与阻垢实验,并对溶液的水质进行了分析。结果表明,低压静电处理循环冷却水对换热表面的结垢起到很好的抑制作用,实验中仅需2.2W功率就可达到100%的阻垢率。低压静电水处理不同与其它物理水处理技术,它可降低溶液的硬度、碱度、电导率及pH值,是一种主动的抗垢技术。被处理溶液中发生的微电解反应使更多的污垢晶体在处理器中聚集并生长,而不是沉积在换热表面,从而起到阻垢作用。     

浅议对空分水冷系统的认识

分析空气预冷系统容易产生的某些认识误区,阐述水冷塔、空冷塔内部热量传递情况,提出操作过程中应注意的问题.     

空气冷却结晶塔工艺设计计算

空气冷却结晶塔是以空气作为冷却介质直接与溶液混合换热,以使溶液冷却并结晶析出晶体的高效换热节能设备.以20 kt/a硝酸钾冷却塔的设计计算为例,介绍了冷却结晶塔的工作原理、主要工艺参数确定方法和有关工艺计算过程.     

导热油循环加热冷却工艺

介绍了一套投资少、传热效果好，控温准确的双闭路循环供热、供冷装置。该装置通过实施，运行平稳、安全可靠。     

玻璃熔窑冷却部温度控制技术

从冷却部传热方式的特点论述了冷却部玻璃液温度控制技术,深入研究了冷却部加热技术,并对加热装置提出自己独特的观点.     

φ4700逆流点滴冷却塔的改造

介绍了逆流点滴循环水冷却塔改造成薄膜塔的情况。改造后，过塔空气量、单塔处理水量明显提高，淋水均匀，收水率好，取得了满意的效果。     

基于光谱选择的太阳电池被动冷却材料研究进展

太阳电池的光电转换效率随着组件温度升高而降低,适当冷却可以改善电池效率,延长使用寿命,因此人们对运行中太阳电池的冷却问题越来越关注。相比主动冷却,太阳电池的被动冷却具有自我维持和无额外能耗等优势,近年来被广泛研究。其中基于光谱选择的被动冷却主要包括两个方面:一是选择性地屏蔽太阳辐射(0.3~2.5 μm)中的亚带隙光,减小吸收热,但保持光电响应波段光的高透射率;二是提高光伏表面中红外波段(4~25 μm)的发射率,提升寄生热的辐射散热能力。本文从光谱选择的角度出发,对促进太阳电池降温的太阳光谱选择、辐射制冷及全光谱选择的材料和结构进行了归纳和总结。通过刻蚀、溅射、辊涂等方法在玻璃表面制备的光谱选择材料可以屏蔽太阳光谱中不激发光电效应的波段,增强中红外辐射制冷能力,从而有效降低光伏温度和提高光电转换效率。此外,文章还对被动式制冷材料的产业化潜力进行了展望,为相关的开发提供参考。     

控制冷却技术在塑料挤出成型中的应用

阐述了塑料挤出成型中的控制冷却技术。建立了控制冷却的传热模型。结晶模型和应力模型。并对该技术的应用进行了分析。结果表明，控制冷却技术具有推广应用价值。