氣泡微細(xì)化沸騰現(xiàn)象可視化實驗研究.pdf

1、沸騰換熱具有傳熱溫差低、換熱系數(shù)高的優(yōu)點，因而被廣泛的應(yīng)用在各類換熱設(shè)備的設(shè)計過程中。隨著壁面過熱度的增加，沸騰依次經(jīng)過核態(tài)沸騰、過渡沸騰和膜態(tài)沸騰幾個階段，過渡沸騰極不穩(wěn)定，容易發(fā)生壁面溫度急劇升高和熱流密度迅速下降的情況，有時甚至?xí)?dǎo)致加熱面燒毀，所以沸騰換熱設(shè)備的換熱能力受到了限制。氣泡細(xì)微化沸騰（MEB）指在沸騰到達(dá)CHF點以后，隨著壁面溫度的升高，換熱系數(shù)不降反升的一類特殊的沸騰現(xiàn)象。因此可以在壁溫較低的條件下獲得比 CHF點

2、更高的熱流密度，從而解決提高換熱器換熱極限的難題。
　　為了研究 MEB現(xiàn)象及其形成機理，本文搭建了一個 MEB可視化實驗臺，成功觀察到了穩(wěn)定的MEB現(xiàn)象，并采集了相應(yīng)的壁溫和沸騰音數(shù)據(jù)。為研究蒸汽冷凝時的氣泡行為，本文還搭建了一個蒸汽注射實驗裝置。主要研究結(jié)果如下：
　　1. MEB實驗結(jié)果表明，在高于25K過冷度條件下，MEB現(xiàn)象可以穩(wěn)定發(fā)生，隨著過冷度的升高，可以獲得的熱流密度也會升高。汽液置換是MEB的主要換熱機理，

3、本文在Rohsenow的沸騰換熱關(guān)聯(lián)式的基礎(chǔ)上，給出了MEB傳熱計算關(guān)聯(lián)式。
　　2.根據(jù)可視化研究結(jié)果，描述了從核態(tài)沸騰階段到MEB階段的氣泡行為，以及其與壁溫和過冷度的關(guān)系，還探討了不凝結(jié)性氣體和加熱面布置方式對MEB影響。
　　3.沸騰音分析結(jié)果表明，沸騰音的幅度譜會隨著沸騰模式的變化而體現(xiàn)出不同的特性。當(dāng)MEB現(xiàn)象發(fā)生時，幅度譜300Hz附近會形成一個MEB特征譜峰。隨著熱流密度增加，氣泡行為變得更加劇烈，特征譜峰的