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超急速爆发沸腾实验研究

尹铁男  
【摘要】: 超急速爆发沸腾研究是国际传热研究领域的热点前沿之一,在传统工业与现代高新技术领域均具有广阔的应用前景。开展爆发沸腾的理论与实验研究具有重要学术意义和实用价值。 本课题旨在通过测量爆发沸腾过程中的重要参量:温度和压力变化规律,并对测量结果进行详细理论分析,揭示瞬态高热流作用下所表现出的超常沸腾传热过程特性及各种因素的影响规律,为进一步深入研究奠定理论和实验基础。主要研究内容分为以下几个方面: 1.建立了针对常温液态工质的爆发沸腾实验台。采用脉冲激光提供瞬态高强度热流,利用特制的铂金属薄膜试件吸收激光能量,铂金属升温的同时迅速加热周围的液体工质—乙醇或丙酮,从而实现爆发沸腾。同时利用铂金属的温阻关系对该过程的温度进行测量,采用微型压力传感器进行压力测量,并利用高频数字示波器对测量数据进行记录。 2.通过对温度信号进行分析得出爆发沸腾的一般规律,并利用导热模型对该温升过程进行模拟。比对测量结果与模拟结果,分析爆发沸腾的传热机制,完善爆发沸腾理论描述。 3.利用傅立叶与小波理论对爆发沸腾过程的压力测量结果进行分析处理。通过快速傅立叶变换得出过程的幅频特性,利用连续小波变换得到该过程的时频特性,进而分析该过程中的汽泡群行为。 最后对全文工作进行总结,并对今后的研究工作进行了展望。


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