收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微细通道内流动沸腾的实验和理论研究

颜晓虹  
【摘要】:微尺度下的流动沸腾传热与传质是一个复杂的问题,有着广泛的应用前景。虽然很多研究者作了不少的工作,发表了较多的文章,但是对机理的认识仍然很不充分,实验结果也相差很大,甚至相反。但由于其在微机电系统、高能流密度微电子、航空航天、激光技术及新材料的加工及制造上有巨大的应用前景,各国的众多研究者对微尺度流动沸腾的研究给予了高度的重视。本文以揭示微槽道内流动沸腾的机理为目的,以流动沸腾的流型、压降及换热特性为着手点,对微通道内流动沸腾进行了实验研究及理论分析。 本文首先利用38000帧/秒的高速摄影仪和宽视场体视显微镜相结合的可视化观察与测量技术对水平布置的石英玻璃微管及矩形微槽内水的流动沸腾的气泡产生、生长及合并等流型的变化进行了可视化实验研究。实验结果表明:在内径为520μm和315μm石英玻璃微管内,其流动沸腾的流型以单相液流、泡状流、塞状流和环状流的周期变化为主。而在内径为242μm微管内,无论是在过冷沸腾和饱和沸腾情况下,都只发现了单相液流和环状流流型,而没有看见任何气泡的行为。在微通道内水的过冷流动沸腾中,进出口压降变化与出口温度基本上是一一对应并且反相的,其过程从宏观上讲是由饱和蒸汽和过冷水的交替通过组成的。这与常规尺度下流动沸腾的情况是完全不同的。在矩形微槽内流动沸腾过程中,其流型变化无论是过冷沸腾还是饱和沸腾都与石英玻璃微管内的流型变化基本一致。 其次,在了解微通道内流动沸腾的流型变化特点的基础上,为了充分的了解微管及矩形微槽内流动沸腾的压降特性和换热特性,我们以蒸馏水为工质,采用直接电加热的方式,利用红外热成像仪和高精度热电偶、精密压力传感器对微通道的外壁面温度和进出口压降进行了精确的测量。实验的结果表明:利用红外热成像仪的显示特点,可以对不透明的微管内过冷沸腾状态下流型的变化情况进行预测。在饱和流动沸腾时,两相摩擦压降随热流密度的增加而增大。而两相摩擦压降因子φ~2_(FL)随L-M参数X的增加而单相减小,与质量流速的变化也有一定的关系。在实验条件相同的情况下,微圆管与矩形微槽内流动沸腾的压降结果几乎是一致的。通过实验数据与其他研究者的实验预测式的比较,


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 丁国忠;黄素逸;苏顺玉;舒水明;;环形狭缝通道中流动沸腾干涸点的实验研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2007年04期
2 姜茂;白博峰;;流动沸腾空穴核化机理的实验研究[J];工程热物理学报;2008年03期
3 付鑫;齐守良;张鹏;王如竹;;小通道内液氮流动沸腾的可视化研究[J];工程热物理学报;2008年06期
4 魏敬华;潘良明;徐建军;黄彦平;;附加惯性力作用下竖直矩形流道内过冷流动沸腾的数值模拟[J];化工学报;2011年05期
5 刘传成;阎昌琪;孙立成;陈炳德;幸奠川;;矩形窄通道内流动沸腾阻力实验与计算方法研究[J];原子能科学技术;2012年05期
6 李祥东;汪荣顺;黄荣国;石玉美;;垂直圆管内液氮流动沸腾的理论模型及数值模拟[J];化工学报;2006年03期
7 颜晓虹;唐大伟;王际辉;;水平微管内水的流动沸腾压降特性实验研究[J];上海理工大学学报;2006年06期
8 李倩;刘国华;徐进良;张伟;;流动沸腾不稳定性对加热膜上微汽泡的影响[J];化工学报;2009年05期
9 窦从从;毛羽;王娟;王江云;;高压高过冷度下过冷流动沸腾数值模拟[J];化工学报;2010年03期
10 李静;;三维竖直圆管内流动沸腾的数值模拟[J];广东化工;2011年03期
11 童娇妹;马虎根;鲍伟;;微细通道内流动沸腾压降特性[J];家电科技;2014年06期
12 邱运仁,陈卫萍,思勤;添加剂稀溶液的流动沸腾传热模型[J];中南工业大学学报(自然科学版);2000年05期
13 苏顺玉,王晓墨,黄素逸;环状狭缝通道流动沸腾压降的实验研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2002年09期
14 王旭,陈宏,匡波,帅剑云;微小通道内流动沸腾压降特性实验研究[J];热能动力工程;2004年01期
15 胡自成;马虎根;宋新南;;水平细圆管内非共沸混合工质的流动沸腾[J];化工学报;2006年11期
16 魏继锋;高学燕;张凯;周山;何均章;关有光;;水在激光作用下的强制流动沸腾模型[J];光子学报;2010年08期
17 郑志皋;陶乐仁;黄理浩;;竖直矩形窄通道内水流动沸腾起始点及壁面温度实验研究[J];低温工程;2013年06期
18 孙立成,阎昌琪,孙中宁;窄环隙内水流动沸腾时阻力特性的实验研究[J];哈尔滨工程大学学报;2005年01期
19 王斯民;厉彦忠;文键;余锋;;竖直圆管内液氮过冷流动沸腾数值模拟研究[J];化学工程;2008年10期
20 刘昕;张树生;程林;常威;;受限微细通道内的流动沸腾流型转化准则[J];化工学报;2013年05期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 张鹏;齐守良;王如竹;;微细通道中液氮流动沸腾的不稳定性[A];第八届全国低温工程大会暨中国航天低温专业信息网2007年度学术交流会论文集[C];2007年
2 陈高飞;公茂琼;吴剑峰;汪胜;;非共沸混合工质流动沸腾参数计算方法研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
3 王林伟;徐丰;田婷婷;刘昊;;饱和流动沸腾中孤立气泡行为的三维数值模拟[A];北京力学会第20届学术年会论文集[C];2014年
4 韩东;黄栋;高璞珍;陈勇;吕路路;;矩形窄通道内流动沸腾阻力特性实验研究[A];中国核科学技术进展报告(第二卷)——中国核学会2011年学术年会论文集第3册(核能动力分卷(下))[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 颜晓虹;微细通道内流动沸腾的实验和理论研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2006年
2 常威;矩形细通道内流动沸腾特性分析及实验研究[D];山东大学;2012年
3 谭鲁志;流动沸腾临界热流密度的流体模化研究[D];山东大学;2013年
4 付鑫;微细通道内液氮流动沸腾热物理特性与机理的可视化研究[D];上海交通大学;2011年
5 林曦鹏;PDMS微槽道内微加热片表面流动沸腾特性研究[D];清华大学;2013年
6 郭雷;微细通道流动沸腾换热机理及实验研究[D];山东大学;2011年
7 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
8 任晓光;在池沸腾和流动沸腾装置中处理表面上硫酸钙结垢过程研究[D];大连理工大学;1999年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王硕;微细通道内流动沸腾实验研究[D];北京交通大学;2011年
2 刘传成;摇摆运动下矩形窄通道内流动沸腾阻力特性研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
3 王际辉;微槽道内流动沸腾可视化实验研究与分析[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2006年
4 郭昂;竖直矩形窄缝通道内过冷流动沸腾的实验研究与数值模拟[D];北京交通大学;2014年
5 鞠鹏;竖直管内液氮过冷流动沸腾的汽泡动力学研究[D];上海交通大学;2009年
6 逯国强;卧式螺旋管内过冷流动沸腾起始点及壁温特性研究[D];山东大学;2014年
7 杨卿伟;流道壁面状态对水流动沸腾换热特性影响的实验研究[D];重庆大学;2008年
8 付鑫;微小通道内液氮流动沸腾的可视化实验研究[D];上海交通大学;2008年
9 高风;摇摆条件下窄通道流动沸腾气泡脱离特性研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
10 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
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978