收藏本站
《清华大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微通道内单相和相变传热机理与界面特性

刘江涛  
【摘要】: 微通道在现代科技微细化进程中扮演重要角色,对于认识微观结构的热质传递机理有着创新性的学术意义和应用价值。本文以微通道内液体单相对流和气液两相流动沸腾为研究对象,进行实验、数值模拟和理论研究。 采用MEMS工艺加工不同截面尺寸的微通道实验段,结合流动、加热、可视化观察、测量和数据采集等装置构建微通道单相/相变一体化实验系统。对比液体单相对流实验建立数学物理模型在三维笛卡尔坐标系内进行微通道流固耦合数值模拟。分析了流动发展、耦合传热以及物性变化等重要效应对微通道单相对流的影响方式和作用大小。高热流密度下的物性变化引起流场与温度场耦合发展导致流动传热规律发生改变,对传热强化具有重要意义。单相变物性问题的针对性研究描述流动和热再发展的整体趋势与局部特征,总结变物性作用引起局部传热性能强化的现象,具体讨论物性变化引起传热强化作用的机理。分别分析入口速度、温度和热流密度对传热强化机理的影响,指出高热流密度条件下变物性机理具有非线性特征。 对微通道内沸腾相变过程整体稳态与瞬态特征进行分阶段讨论。通道内部相变不均匀性显示出过渡性特点。受到流动分配、局部压力变化和热流耦合分布等因素影响,在过渡、旺盛沸腾和蒸气流阶段普遍出现振荡,局部竞争,以及气泡动力学多样性等现象。局部加热条件下长气泡上下游端分别出现蒸发和冷凝。气泡上下游气液界面相变行为具有多样性,蒸发或冷凝模态对振荡过程起主导作用。信号分析显示,在膜态蒸发/冷凝作用下气液界面的振荡频率,均显著高于相同条件下在核化/珠状冷凝作用下气液界面振荡的频率。同一气泡上下游界面振荡具有相同特征频率(频段)。
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TK124

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 云和明;程林;王立秋;曲燕;;光滑矩形微通道液体单相流动和传热的数值研究[J];工程热物理学报;2007年S2期
2 张田田;贾力;武利媛;冯武军;;微通道气体单相流动特性的数值分析[J];航空动力学报;2007年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 王晓东,田勇,彭晓峰,王补宣;沸腾核心内部结构及其演化特性[J];化工学报;2005年05期
2 ;Liquid exploding emission during boiling nucleation in capillary tubes[J];Chinese Science Bulletin;2010年20期
3 孟繁鑫;张大林;;微小矩形通道内流动与换热特性[J];南京航空航天大学学报;2009年03期
4 郭良斌;王祖温;;管道参数对绝热气管平均摩擦因数的影响[J];润滑与密封;2008年07期
5 江乐新;王从权;;矩形微通道内流体流动特性的数值研究[J];热科学与技术;2012年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 孙岩;微/小通道内微多孔表面流动沸腾传热强化研究[D];华东理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 蒋金云;聚合物微型换热器传热机理研究[D];北京化工大学;2011年
2 兰荣华;矩形窄微通道流动与换热特性数值研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 郭健;微通道内单相液体流动与传热特性研究[D];北京交通大学;2012年
4 王从权;微散热器流体通道结构参数对工质流动及传热特性影响的研究[D];中南大学;2012年
5 毛章明;树形分叉微通道均温散热器的紧凑热模型及其验证[D];华中科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 杜东兴,李志信,过增元;微细光滑管内的气体流动阻力特性[J];中国科学E辑:技术科学;2000年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 虞明全;钢包炉真空精炼过程中的钢液沸腾与控制[J];工业加热;1998年04期
2 吴玉庭,袁修干,杨春信,马重芳;池内过冷核沸腾表面活化核心密度的研究[J];北京航空航天大学学报;2000年05期
3 周定伟,马重芳,刘登瀛;强润湿性液体在圆形断面喷嘴浸没射流冲击下沸腾的热滞后[J];化工学报;2001年11期
4 赵言冰,施明恒;纳米尺度固体悬浮颗粒强化池沸腾换热的实验研究[J];能源研究与利用;2002年03期
5 秋雨豪,刘振华;滞止区内过冷液体喷流沸腾的临界热流密度[J];工程热物理学报;2005年06期
6 ChristopherD.M.,彭晓峰,王补宣;微重力下凝结和沸腾着的汽泡周围流场[J];工程热物理学报;1997年06期
7 唐志伟,马重芳,蒋章焰;关于工业热管的回顾与展望[J];北京工业大学学报;2002年04期
8 彭书志,逖来科;应用于高热流冷却的微通道实验装置的研究(英文)[J];计量学报;2002年03期
9 杨俊兰,马一太,管海清;微通道换热器在CO_2跨临界制冷系统中的应用[J];制冷与空调;2005年02期
10 王志亮,丁洁,徐维勤,沈自求;液相粘性对载气蒸发传热性能影响的研究[J];大连理工大学学报;1989年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘畅;兰文杰;徐建鸿;骆广生;;微通道技术制备有机-无机纳米复合材料微球[A];中国颗粒学会第七届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2010年
2 王卫东;贾建援;王洪喜;;微通道换热实验装置的设计与实验研究[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(下册)[C];2004年
3 贾少波;;全周期气候性能(LCCP)法及其在微通道管冷凝机组系统上的应用[A];第七届全国食品冷藏链大会论文集[C];2010年
4 刘笔锋;骆清铭;Shigeru Terabe;;电泳芯片微通道中分子传递效率的比较研究[A];第二届全国微全分析系统学术会议论文摘要集[C];2004年
5 娄文忠;Herbert Reichel;;硅微通道致冷系统设计与仿真研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
6 刘建和;李炯明;陈戬;张劲松;姜永明;贾万健;王光;张海燕;曲彦坤;;局麻下微通道经皮肾镜取石术[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
7 屈卫星;程永毅;;B超定位下微通道经皮肾镜取石术治疗无积水肾肾盏结石[A];第十六届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2009年
8 李炯明;刘建和;陈戬;姜永明;张劲松;贾万健;王光;张海燕;曲彦坤;;微通道经皮肾镜取石术的并发症及处理[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
9 王玉军;毕元春;赵斌;骆广生;;运用微通道技术制备氧化锌材料[A];颗粒学最新进展研讨会——暨第十届全国颗粒制备与处理研讨会论文集[C];2011年
10 郭剑明;王国民;徐志兵;朱延军;胡晓轶;杨渊峰;刘宇军;徐凯;林文耀;;标准通道与微通道经皮肾镜取石术比较[A];第十五届全国泌尿外科学术会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 曾献文;面对流浪乞讨,法律能做什么?[N];检察日报;2004年
2 记者 李杨 沈强;产业应该分区 城乡或可对流[N];中国经济导报;2007年
3 关玺华;从容应对流动人潮[N];人民公安报;2003年
4 单亮 刘瑜 叶小力;“教师对流”为农村教育“输血”[N];新华日报;2004年
5 ;如何面对流浪乞讨现象[N];人民日报;2004年
6 人行漳州市中心支行 黄俊 朱恩德;农信社改革发展的对流策[N];上海金融报;2000年
7 周梦;平安对流窗市场前景广阔[N];中国信息报;2008年
8 苏铁鹰;中韩服装“错层对流” 引起忧虑[N];中国纺织报;2004年
9 钱春弦;城乡旅游和谐“对流”[N];华东旅游报;2007年
10 肖景炎 张玉玲;对流失国有资产应加强追偿[N];检察日报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘江涛;微通道内单相和相变传热机理与界面特性[D];清华大学;2008年
2 刘江疆;基于微通道内表面张力控制和驱动的分析新方法研究[D];清华大学;2010年
3 季喜燕;微通道内气液两相流动及传质过程研究[D];天津大学;2011年
4 范晓光;微通道内蒸汽及混合蒸气冷凝流动与传热[D];大连理工大学;2012年
5 付涛涛;微通道内气液两相流及气泡行为研究[D];天津大学;2010年
6 金庆辉;微通道电泳芯片系统的原理、方法和应用研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
7 王国栋;微通道内稳定流动沸腾的换热特性及沸腾不稳定性研究[D];上海交通大学;2010年
8 吴信宇;磁动力微流控芯片内磁珠动力学行为及其强化混合与分离机理研究[D];上海交通大学;2012年
9 王艳;基于MEMS加工工艺的复杂结构微通道散热器研究[D];上海交通大学;2009年
10 苏宏久;微通道内溶液吸收H_2S传质特性的研究[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高晓玉;微通道光生物制氢反应器内微生物生长及传输特性[D];重庆大学;2010年
2 李萌萌;微通道气体流动的分子动力学模拟[D];西安电子科技大学;2005年
3 徐安怀;高功率半导体激光器微通道热沉研究[D];长春光学精密机械学院;2001年
4 李铁;微通道电泳芯片和DNA芯片系统中的信号处理与分析[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
5 李金;实用化硅微通道红细胞变形性测量系统及流路测控技术研究[D];重庆大学;2004年
6 马晓东;十字交叉沟通微通道芯片的微液滴生成研究[D];重庆大学;2010年
7 王迎昆;高密度组装微通道对流换热实验研究[D];西安电子科技大学;2008年
8 彭长屏;激光加工石英微通道技术的研究[D];贵州大学;2007年
9 王勋;微通道冷凝换热实验研究[D];上海交通大学;2009年
10 唐裕霞;大功率半导体激光器列阵散热技术的研究[D];长春理工大学;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026