检索结果-内蒙古大学图书馆

化工进展 2023年第12期42卷 6171-6179页

作者：石尔易苹赵斌汪琼张成云长沙理工大学能源与动力工程学院湖南长沙410114 广州大学物理与材料科学学院广东广州510006

微纳复合多孔结构对相变换热的强化是能源化工领域的重要主题。基于气液协同输运的概念,通过飞秒激光正交扫描加工,在硅片上生成二维嵌套的纳米孔链双层复合多孔结构,实验研究了其对HFE-7100过冷池沸腾传热特性的影响。实验结果表明,相... 详细信息

微纳复合多孔结构对相变换热的强化是能源化工领域的重要主题。基于气液协同输运的概念,通过飞秒激光正交扫描加工,在硅片上生成二维嵌套的纳米孔链双层复合多孔结构,实验研究了其对HFE-7100过冷池沸腾传热特性的影响。实验结果表明,相比于光滑表面,多孔表面在35K过冷池沸腾条件下的起始过热度从16.7K下降到12.3K,降低26.3%,最大临界热通量提高128.7%。同时利用高速摄影观察气泡行为来研究强化沸腾传热机理。研究发现,双层多孔结构表面和内部形成的大量连通孔穴大幅度增加了有效成核位点,纳米孔和双层连通结构提供垂直和水平方向的液体补充通道,在高热通量下气泡尺寸更小,脱离更快。有效汽化核心密度增加以及气液自适应协同输运增强了多孔网络中的微液膜蒸发和微对流作用,从而有效提升沸腾换热能力和临界热通量。

关键词：双层多孔结构过冷池沸腾相变传热气液协同输运气泡

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缩比非能动余热排出热交换器管外过冷池沸腾实验研究

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科学技术与工程 2019年第16期19卷 141-147页

作者：刘延斌王学生门启明王大伟华东理工大学机械与动力工程学院化工机械研究所上海200237 上海船用柴油机研究所上海201108

搭建了缩比非能动余热排出热交换器C型管实验模型,利用导热油作为管内加热介质,脱盐水作为管外冷却介质开展了一系列传热实验。根据壁温及脱盐水主流温度判断在加热过程中出现明显的温度分层现象并经历自然对流、过冷池沸腾最终达到饱... 详细信息

搭建了缩比非能动余热排出热交换器C型管实验模型,利用导热油作为管内加热介质,脱盐水作为管外冷却介质开展了一系列传热实验。根据壁温及脱盐水主流温度判断在加热过程中出现明显的温度分层现象并经历自然对流、过冷池沸腾最终达到饱和池沸腾。对存在过冷池沸腾阶段的几个代表性时刻对应上、下水平及竖直段单元分别进行传热计算并与文献经验公式进行比对,验证了Rohsenow饱和沸腾经验公式和McAdams自然对流经验公式的适用性,针对过冷池沸腾阶段实验热流密度与Rohsenow过冷沸腾公式的偏差,采用多自变量自定义非线性拟合方法得到了更准确的加权公式。

关键词： C型管过冷池沸腾传热计算非线性拟合

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核态池沸腾中多气泡行为特性及传热过程的数值模拟研究

核态池沸腾中多气泡行为特性及传热过程的数值模拟研究

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作者：苗珊珊北京工业大学

学位级别：硕士

沸腾换热因具有高效的换热能力而一直备受关注,它在传统工业以及现代工业中均有着十分广泛的应用。气泡动力学是沸腾换热中一个十分重要的分支学科,气泡行为特性对换热效率有至关重要的影响。本文利用Volume Of Fluid方法,对过冷核态池... 详细信息

沸腾换热因具有高效的换热能力而一直备受关注,它在传统工业以及现代工业中均有着十分广泛的应用。气泡动力学是沸腾换热中一个十分重要的分支学科,气泡行为特性对换热效率有至关重要的影响。本文利用Volume Of Fluid方法,对过冷核态池沸腾过程中有限气泡生长过程进行了数值模拟研究,探究不同工况下气泡行为特性及传热特性的变化规律,为沸腾换热在工业上的应用提供理论基础。首先,本文建立了单气泡模型,对一个周期内气泡的生长、脱离过程进行了研究,并分析了重力、过热度、过冷度等因素对气泡行为的影响。结果表明,气泡生长初期受过热液体层影响,气泡迅速生长,这个阶段表面张力是主导力;随着气泡体积增大,生长速率减缓,这个阶段浮力占主导地位。增大重力气泡所受浮力也随之增大,气泡能够更快脱离壁面,使得壁面热流密度也增大。过热度和过冷度的增大使得壁面与工质之间温度梯度增大,增强了壁面对流换热,由此提高换热性能。随后对一个周期内双气泡和三气泡的生长过程进行了研究。分析了汽化核心间距、三气泡排列方式等因素对气泡行为的影响。结果表明,过冷度为10 K、过热度为20 K时,汽化核心间距越小气泡间作用力越大气泡越容易发生聚并,汽化核心间距为0.6 mm和0.8 mm时气泡在壁面上已经聚并,间距为1 mm时气泡在上升过程中发生聚并,间距为2 mm时气泡不发生聚并。三气泡三角形排列时,气泡更容易发生聚并和脱离壁面,气泡聚并能够增强液体扰动,因此三气泡三角形排列时壁面换热性能也比气泡直线排列时更强。在文中所列举的汽化核心间距中,汽化核心三角形排列间距为0.6 mm时换热性能最强,汽化核心共线排列间距为2 mm时换热性能最差,前者的平均热流密度是后者的125.5%,大大增强了换热性能。最后对比了过热度为20 K、过冷度为5 K时单气泡、双气泡以及不同排列方式下的三气泡在水和FC-72两种工质中生长过程中的差异。结果表明,增加气泡数量有利于强化换热,且工质为FC-72时热流密度能够迅速升高,换热效果更好。

关键词：气泡聚并汽化核心间距排列方式气泡数量过冷池沸腾数值模拟

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池内过冷沸腾气泡行为及传热特性研究

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黑龙江电力 2021年第4期43卷 283-286页

作者：胡成周涛陈宁陈娟丁锡嘉华北电力大学核科学与工程学院北京102206 华北电力大学核热工安全与标准化研究所北京102206 非能动核能安全技术北京市重点实验室(华北电力大学) 北京100206 东南大学能源与环境学院南京211189

在考虑传热表面固液接触机理的基础上,通过实验对池内过冷沸腾气泡行为及传热特性进行研究,揭示过冷池沸腾中热流密度和液体过冷度对气泡行为及传热的影响。结果表明:热流密度越大,气泡振荡得越剧烈,气泡尺寸也增加;过冷度越小,气泡尺... 详细信息

在考虑传热表面固液接触机理的基础上,通过实验对池内过冷沸腾气泡行为及传热特性进行研究,揭示过冷池沸腾中热流密度和液体过冷度对气泡行为及传热的影响。结果表明:热流密度越大,气泡振荡得越剧烈,气泡尺寸也增加;过冷度越小,气泡尺寸显著增加,振荡幅度更大;气泡振荡幅度与频率的增加,尺寸的增加,会更易导致气泡的聚并与脱离,导致表面传热系数增加。

关键词：过冷池沸腾核态沸腾表面传热系数热流密度冷却效率

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不同重力条件下细铂丝表面过冷池沸腾传热研究

不同重力条件下细铂丝表面过冷池沸腾传热研究

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作者：刘刚中国科学院力学研究所

学位级别：硕士

本文以丝状加热表面上的过冷池沸腾换热现象为主要研究对象，综合利用地面常重力实验、落塔短时微重力实验、返回式卫星搭载空间微重力实验及理论分析等多种手段，研究了不同重力环境下的池内核态沸腾传热现象。\n 本系列实验采用自... 详细信息

本文以丝状加热表面上的过冷池沸腾换热现象为主要研究对象，综合利用地面常重力实验、落塔短时微重力实验、返回式卫星搭载空间微重力实验及理论分析等多种手段，研究了不同重力环境下的池内核态沸腾传热现象。\n 本系列实验采用自主研发的控温池沸腾设备(TCPB)，使用直径60μm、长30mm、纯度为99.99％的铂丝作为加热元件和测温元件，采用可变电阻网和桥式自反馈回路对热丝温度进行控制，在地面常重力环境及利用国家微重力实验室百米落塔和我国第二十二颗返回式卫星提供的微重力条件，实验研究了常压、常温条件下细铂丝表面R113过冷液体的池沸腾传热特性。\n 实验过程中发现，由于液体对壁面的高润湿性，沸腾起始于稳定的双模态过渡沸腾(即核态沸腾和膜态沸腾在加热铂丝上稳定共存的沸腾现象)，沸腾起始温度不受重力影响。\n 微重力核态池沸腾传热系数与常重力时相近，但汽泡动力学特征却有显著差异。在充分发展的核态沸腾阶段，多个汽泡间合并后的振荡是汽泡脱落的主要方式。而在孤立汽泡区，首次观测到4类不同尺寸的汽泡：较小的汽泡不断在铂丝表面生成、长大；稍大一些的汽泡会从热丝一侧脱落并缓慢远离加热表面；中等尺寸汽泡粘附在铂丝上做横向振动，并不断合并所碰到的小汽泡；铂丝表面还粘附有一个直径约8.5mm大汽泡，但它并未包裹细丝，随着热流增大，该汽泡脱落，移动到一个粘附在铂丝表面的中等汽泡附近，“捕掠”该中等汽泡，引起的扰动导致沸腾模式由核态转换为双模态过度沸腾，热流急剧下降。在关于汽泡脱落的Lee模型中，本文引入了热毛细效应的影响，成功地解释空间实验中发现的独特的汽泡动力学特征，并得到与实验数据相符的定量结果。\n 对本项目所得到的及文献中报导的不同重力条件下的临界热流密度的综合分析，发现基于流体动力学不稳定性机制的LD-Zuber模型可以很好地预测不同重力条件下的池沸腾临界热流变化趋势，尽管热丝无量纲半径比现有模型的适用范围扩大了3～4个数量级。这和地面常重力环境中关于临界现象尺度效应的研究结果相矛盾。本文提出了“极限核化尺寸”与无量纲参数(R)(即极限核化尺寸与加热柱体直径的比值)的概念，基于极限核化尺寸不依赖于重力的特点，成功解释了上述矛盾产生的原因：当(R)较小时，CHF的产生将满足流体动力学不稳定性机制；当(R)较大时，CHF的产生将遵循干斑扩展机制。不过，区分两种机制作用的临界参数尚需进一步研究。

关键词：过冷池沸腾空间微重力丝状加热器临界热流传热特性

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倾斜下表面过冷池沸腾实验研究

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上海交通大学学报 2000年第9期34卷 1224-1227页

作者：张荣华匡波徐济鋆上海交通大学动力与能源工程学院上海200030

倾斜下表面的沸腾换热可模拟球形下表面的沸腾换热 ,这对严重事故下压水反应堆压力容器的非能动保护非常重要 .对大气压力下倾斜下表面的过冷池沸腾换热进行了实验研究 .对不同倾斜角度通过实验进行了观察和测量 .结果表明 ,倾斜角对换... 详细信息

倾斜下表面的沸腾换热可模拟球形下表面的沸腾换热 ,这对严重事故下压水反应堆压力容器的非能动保护非常重要 .对大气压力下倾斜下表面的过冷池沸腾换热进行了实验研究 .对不同倾斜角度通过实验进行了观察和测量 .结果表明 ,倾斜角对换热系数的影响仅在小倾斜角时较大 .给出了不同倾斜角下换热系数和热流密度的拟合关系式 .

关键词：反应堆容器压水堆过冷池沸腾汽泡运动

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