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《大连理工大学》 2000年
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以"界面汽化热阱"增强传热的原理研究池核沸腾传热问题

王军  
【摘要】: 沸腾是取出热量十分有效的方法,一直受到传热界的关注。近 年来,由于微电子设备、大型计算机等高新技术的迅速发展,需要 在小体积内取出大量的热,因之池沸腾成为研究高热通量取出技术 中的前沿课题。 沸腾传热速率较单相对流传热快的多.其主要原因是在沸腾泡 核生长时,汽泡底部液体微层表面的液相汽化,带出潜热,形成了 一个热阱使传热显著增强。这种由于形成热阱而使传热增强的作 用。称为“界面汽化热阱效应”,可以由LDCT法与传热测定同时进 行的实验方法加以分离。本文采用这一测定方法在一沸腾池中以 0.005MK_3Fe(CN)_6十 0.005MK_4Fe(CN)_6十1MNaOH溶液为介质研究了核 沸腾时的“汽化热阱”,测得了“界面汽化热阱效应”随热负荷的改 变,并对实验中以LDCT测定获得的对流传热数据进行了分析与数 据关联。 由于大型计算机和微电子设备等技术的迅速发展,高介电液体 在微小放热壁面上的沸腾取出热量的研究受到深切关注。由于高介 电液体对固体壁面的高润湿性,在沸腾开始时产生严重的温度偏异 和沸腾滞后使放热壁面产生显著的温度波动,导致微电子元件产生 噪音,严重地影响了元件的操作性能和使用寿命。本文进行了有关 这方面问题的实验,并对文献发表的数据与结果以“界面汽化热阱” 的概念作了分析和评述。 溶解气体对沸腾传热具有一定的影响。本文以增强“界面汽化 热阱效应”的观点,对溶解气体解吸影响沸腾起始时的滞后作了分 析,并以实验进行了研究。在实验中连续通入N_2 气以保持沸腾液体 中含有一定浓度的溶解气体,研究了其对沸腾传热的影响,并作了 分析。 本文采用AEDT和HBS两种表面活性剂对沸腾滞后、“界面汽化 热阱效应”的影响作了实验研究的探索。认为各种不同类型表面活 性剂对沸腾传热的影响以及其作用机理是一个相当复杂的问题,有 待进一步作深人的研究。 本文还在理论上对于单个汽泡动态变化过程的池核沸腾传热进 肾了初步分析计算。计算结果表明,在汽泡的尘长阶段,壁面温度 有明显地降低,这一阶段的时间很短。而在汽泡脱离后至新的汽泡 重新生长,壁面温度较为缓慢的升高。 “界面汽化热陕效应”可以应用于其它一些类型的相变传热过 程中。本文以互溶性冷剂在热液相中直接接触汽化冷却结晶为对 象,应用“界面汽化热附”的概念对其汽化传热特点进行了分析。 由于这种互溶性体系界面是不分明的,本文提出了“模糊界面”的 概念,并按Hiebie的渗透模型作了初步的分析。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:TQ021

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 付辉;竖直矩形窄缝流道内强迫流动沸腾传热实验研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 马重芳;微电子元件的液体浸没冷却和射流冲击冷却[J];工程热物理学报;1985年04期
2 童庆明,张洪济;颗粒多孔层在真空状态下的沸腾滞后[J];工程热物理学报;1995年04期
3 孙长贵,徐维勤,沈自求,王示;液滴在热液相介质中上升汽化时的传热与传质[J];高校化学工程学报;1992年03期
4 孙长贵,于志加,丁洁,徐维勤,沈自求;两相流载气蒸发研究和传热数据关联[J];化工学报;1988年06期
5 杨宁生,沈自求;气体冲击液相中加热面的气化热阱模型[J];化工学报;1990年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈自求;气-液两相流传递研究[J];大连理工大学学报;1999年02期
2 于志加,徐维勤,沈自求;载气蒸发气-液两相流传热特征与过程模拟[J];工程热物理学报;1992年04期
3 余海涛;吴晓敏;曾令玉;姜培学;王维城;;烧结/堆积床多孔介质流动沸腾换热实验研究[J];工程热物理学报;2012年05期
4 孙长贵,徐维勤,沈自求;气泡在热液相介质中上升时的传热与传质[J];高校化学工程学报;1992年02期
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6 马烽,沈自求;低液速载气蒸发传热与操作特性的研究[J];高校化学工程学报;2004年01期
7 谢健,刘晓华,钱柏太,王军,沈自求;热粘液中引入挥发性冷剂进行汽化冷却的传热研究[J];高校化学工程学报;2004年04期
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 安庆龙;低温喷雾射流冷却技术及其在钛合金机械加工中的应用[D];南京航空航天大学;2006年
2 马可;基于热管技术的磨削弧区强化换热基础研究[D];南京航空航天大学;2011年
3 黄峻伟;ORC直接接触式蒸汽发生器的传热性能及其优化研究[D];昆明理工大学;2013年
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1 苗君;竖直环隙内通入空气时的界面汽化热阱效应[D];大连理工大学;2002年
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6 刘军云;直接接触式换热的试验研究[D];昆明理工大学;2012年
7 李晓敏;基于CFD的烟草提取液蒸发浓缩器防、除垢技术研究[D];湖北工业大学;2014年
【同被引文献】
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1 张瑞,焦安军;弦月形狭缝通道内液氮受迫流动沸腾传热强化的研究[J];低温工程;2001年05期
2 郭廷玮,朱庭英,李强,邓中山,毕月虹;竖直狭缝通道中液氮沸腾强化换热的实验研究[J];低温工程;2002年04期
3 杜建通;窄通道强化沸腾换热的方法综述[J];低温工程;1997年02期
4 彭晓峰,王补宣;微型槽内流动沸腾的实验研究[J];工程热物理学报;1993年03期
5 杨瑞昌,王彦武,唐虹,司徒荣;过冷沸腾起始点和净蒸汽产生点的实验研究[J];工程热物理学报;2001年02期
6 孙中宁,阎昌琪,杜泽;光管及窄环隙流道池沸腾换热实验研究[J];工程热物理学报;2001年04期
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8 苏顺玉,黄素逸,王晓墨;环形狭缝中沸腾传热特性的研究[J];工程热物理学报;2004年03期
9 尤国春,张鹏,王如竹;多方位矩形窄缝中液氮沸腾传热特性实验研究[J];工程热物理学报;2004年03期
10 樊泉桂;800MW超临界参数锅炉水冷壁及启动系统分析[J];华北电力技术;2000年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 潘良明;垂直矩形窄缝流动过冷沸腾时的汽泡行为和换热[D];重庆大学;2002年
2 苏顺玉;环状狭缝通道流动沸腾传热的理论及实验研究[D];华中科技大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 梁祥飞;竖直矩形窄缝内饱和流动沸腾传热[D];重庆大学;2004年
【二级参考文献】
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1 孙长贵,徐维勤,沈自求;气泡在热液相介质中上升时的传热与传质[J];高校化学工程学报;1992年02期
【相似文献】
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1 王军,徐维勤,沈自求;池式核沸腾中的“界面汽化热阱”效应[J];化学工程;2000年04期
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9 宋伟;淬火过程的冷却机理及其影响因素[J];国外金属热处理;1995年06期
10 周汝霖 ,戴起勋 ,杨如增;以沸腾曲线评定淬火介质冷却能力的方法[J];江苏大学学报(自然科学版);1984年03期
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1 于春健;结构表面对受限空间核沸腾机理及强化的影响[D];大连理工大学;2012年
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1 苗君;竖直环隙内通入空气时的界面汽化热阱效应[D];大连理工大学;2002年
2 吴静波;低压下浓盐水沸腾及强化传热的实验研究[D];大连理工大学;2009年
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