搖擺運(yùn)動(dòng)下窄矩形通道內(nèi)沸騰換熱特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本文以去離子水為工質(zhì),采用雙面加熱實(shí)驗(yàn)段對(duì)傾斜、豎直靜止與搖擺運(yùn)動(dòng)下窄矩形通道內(nèi)沸騰換熱特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和理論分析。
　　通過(guò)冷態(tài)阻力特性實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了測(cè)量?jī)x表、測(cè)量參數(shù)的可靠性和量程設(shè)置的合理性。并獲得了單相沿程摩擦阻力系數(shù),通過(guò)與理論值的比較,驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)裝置可靠性與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。通過(guò)熱態(tài)換熱特性實(shí)驗(yàn),比較了實(shí)驗(yàn)值與Gnielinski理論值,確定了實(shí)驗(yàn)段的散熱量,驗(yàn)證了溫度測(cè)量系統(tǒng)的可靠性。阻力特性實(shí)驗(yàn)和換熱特性實(shí)驗(yàn)為

2、流動(dòng)沸騰實(shí)驗(yàn)及后續(xù)的數(shù)據(jù)處理打下了基礎(chǔ)。
　　傾斜與豎直靜止時(shí)的系統(tǒng)非常穩(wěn)定,各熱工參數(shù)并未發(fā)生波動(dòng),當(dāng)加熱功率較低,實(shí)驗(yàn)通道內(nèi)的含氣率不高的情況下,搖擺運(yùn)動(dòng)下的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象基本和傾斜和豎直靜止時(shí)相同,而隨著熱流密度的增加,當(dāng)實(shí)驗(yàn)通道內(nèi)的含氣率達(dá)到一定程度后,搖擺運(yùn)動(dòng)會(huì)引起各熱工參數(shù)的周期性波動(dòng)。在相同的實(shí)驗(yàn)工況下,豎直靜止時(shí)的沸騰換熱系數(shù)總是高于傾斜時(shí)的沸騰換熱系數(shù),而對(duì)于搖擺條件下沸騰換熱系數(shù),其時(shí)均值基本不受搖擺運(yùn)動(dòng)的影響,基本

3、與豎直靜止時(shí)的一致,但是瞬時(shí)沸騰換熱系數(shù)的振幅受到搖擺運(yùn)動(dòng)的影響,且隨著系統(tǒng)的參數(shù)的變化而呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律。利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)已有沸騰換熱模型進(jìn)行分析評(píng)價(jià),發(fā)現(xiàn)Liu&Winterton與Lee-Lee模型能夠較好的預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,而兩者擇大模型Kandilikar和Shah、疊加模型Chen以及增強(qiáng)模型Kenning&Cooper對(duì)實(shí)驗(yàn)值預(yù)測(cè)的誤差較大,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn),窄矩形通道內(nèi)的沸騰換熱是受核態(tài)沸騰和對(duì)流蒸發(fā)共同影響,基于考

4、慮兩種影響的Liu&Winterton模型,對(duì)強(qiáng)化因子進(jìn)行了修正,修正后的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式能夠較好的預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　搖擺運(yùn)動(dòng)對(duì)矩形窄通道內(nèi)時(shí)均沸騰換熱系數(shù)影響較小,而對(duì)瞬時(shí)沸騰換熱系數(shù)的波動(dòng)幅度有著明顯的影響。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),搖擺過(guò)程中兩相流體中會(huì)反復(fù)出現(xiàn)冷凝和閃蒸過(guò)程,這會(huì)引起通道內(nèi)含氣率的變化,而一定量的含氣率是搖擺引起熱工參數(shù)波動(dòng)的前提條件,計(jì)算發(fā)現(xiàn)搖擺引起的慣性力對(duì)于沸騰換熱基本沒(méi)有影響,搖擺引起回路空間位置的改變才是造成熱工