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纳米流体在矩形微槽内临界热流密度研究

程炜  
【摘要】: 对于沸腾换热,临界热流密度(Critical Heat Flux ,CHF)作为一个约束条件,对沸腾换热量有一个最高值的限制。随着纳米技术迅速发展,一些学者开始尝试用纳米流体进行强化对流换热,给强化传热技术带来了蓬勃生机。但此项研究工作尚处于起步阶段,而微细尺度通道内纳米颗粒悬浮液临界热流密度的研究,目前尚未见公开报道。 鉴于此,本文对两种不同体积分数的Al 2 O3纳米流体悬浮液在不同直径(0.6~2mm)矩形微槽中的流动沸腾临界热流密度进行了实验研究。实验数据是不同的质量流速和进口过冷度条件下得到的,文中分析了各种参数(质量流速、进口过冷度、出口干度和直径大小等)对CHF的影响,并且和文献中研究结果比较。在CHF出现时,靠近出口壁面温度会突然升高,此时传热效率迅速下降。实验数据分析结果表明,CHF随质量流速的增加而增加;进口过冷度对CHF影响不大;CHF随着出口干度的增加而降低;CHF随着槽道直径的减小而增大。 最后本文引用了一个适用于微槽道饱和沸腾CHF的简单预测模型。文章一方面将该模型与已有实验数据和常用的CHF计算关联式比较,验证该模型的预测性能,另一方面将该模型的预测值与实验数据比较,得到的平均绝对误差(MAE)都在20%以内,也验证本文实验数据的可用性。


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