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简论传热微槽道两相流传热特性结论

收藏本文 2024-01-14 点赞:5430 浏览:16801 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:微尺度下的传热因其在微机系统、微生物、微电子、航空航天、材料处理及制造业上的巨大运用前景,已引起国内外众多学者的高度重视。然而由于微尺度下的传热是一个复杂的探讨对象,相关的探讨还不够充分。论文以揭示微槽道内流动与传热的机理为目的,对微槽内工质流动与传热进行了实验探讨。主要探讨内容及成果如下:以去离子水和质量分数为0.5%的Al2O3-H2O纳米流体为换热工质,探讨高2mm宽分别为1mm,0.7mm,0.4mm的通道内工质沸腾传热特性及其影响因素。浅析了工质对传热强化性能的影响,获得了在未加电场情况下,相比去离子水作为实验冷却工质,以Al2O3纳米流体作为冷却工质时流动沸腾传热系数提升了5%~12%,强化了传热效果;探讨工质的质量流速、槽道尺寸及热流密度对传热强化性能的作用规律,发现槽道尺寸越小流动沸腾传热系数越大,流动沸腾传热系数受质量流速的影响较小,且均随着热流密度的增加而增大,结果表明本次微槽道两相流沸腾传热实验中核态沸腾机制起主导作用。浅析了电场对传热强化性能的影响,得到以去离子水为换热工质,当外加电压较低时,传热系数先随外加电压的增加而显著增加,然后趋于平缓;当外加电压超过一定值时,传热系数反而随外加电压的增大而减小。探讨表明在EHD(Electro-hydrodynamics)两相流强化传热中有着最佳强化电压,在本实验工况下,最佳强化电压为25KV左右。以Al2O3纳米流体为工质时,外加电场对其沸腾传热性能强化的幅度远小于以去离子水作为工质时外加电场对其沸腾传热系数强化幅度,表明在本实验工况下纳米颗粒的加入削弱了外加电场对流体流动的传热强化作用。对微通道内流动沸腾换热进行了高速摄影可视化探讨。获得了不同热流密度条件下,微通道内流动沸腾时的汽泡形貌和流型。比较低热流密度下与较高热流密度的汽泡行为图,发现热流密度增加,汽泡核化点密度随之显著增加,换热性能得到强化。关键词:微槽道论文纳米流体论文流动沸腾论文传热特性论文电场强化传热论文

    摘要5-6

    Abstract6-7

    目录7-9

    符号说明9-10

    第一章 绪论10-19

    1.1 课题背景及探讨作用10-11

    1.2 国内外的探讨近况11-17

    1.2.1 微细通道换热特性11-13

    1.2.2 纳米流体传热13-15

    1.2.3 EHD 强化传热15-17

    1.3 本论文主要内容17-19

    第二章 微细通道两相流传热实验19-30

    2.1 实验平台19-20

    2.2 实验设备20-26

    2.2.1 实验段20-22

    2.2.2 温度传感器及变送器22-23

    2.2.3 压力及流量测量设备23

    2.2.4 数据采集模块23-24

    2.2.5 其他相关设备24-26

    2.3 纳米流体的制备26-27

    2.4 实验历程与策略27-29

    2.4.1 实验准备工作27

    2.4.2 实验策略27-28

    2.4.3 实验注意事项28-29

    2.5 本章小结29-30

    第三章 微槽道两相流实验结果及浅析30-43

    3.1 实验数据处理30-32

    3.2 实验段沸腾起始点(ONB)32-33

    3.3 传热系数的实验结果浅析33-41

    3.3.1 质量流速对传热系数的影响浅析34-36

    3.3.2 热流密度对传热系数的影响浅析36-40

    3.3.3 槽道尺寸对传热系数的影响浅析40-41

    3.4 本章小结41-43

    第四章 EHD 沸腾换热实验结果浅析43-56

    4.1 EHD 强化沸腾传热机理43-48

    4.1.1 外加电场对汽泡的影响[48]44

    4.1.2 外加电场对气液界面的作用44-46

    4.1.3 EHD 强化传热基本方程46

    4.1.4 电场模型46-48

    4.2 实验结果浅析48-54

    4.2.1 以去离子水为工质外加电场下传热系数浅析48-50

    4.2.2 以纳米流体为工质外加电场下传热系数浅析50-52

    4.2.3 两种工质在外加电场作用下的比较52-54

    4.3 实验传递误差浅析54-55

    4.4 本章小结55-56

    第五章 微槽道流动沸腾的可视化探讨56-65

    5.1 高速摄影可视化实验系统56-59

    5.2 汽泡生长历程59-61

    5.3 微槽道内流动沸腾的流型61-63

    5.4 本章小结63-65

    结论与展望65-67

    探讨结论65-66

    展望66-67

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