微細(xì)通道換熱器是一種新型、高效的換熱設(shè)備,在工業(yè)應(yīng)用中有著廣泛的前景。將超聲波強(qiáng)化傳熱技術(shù)引入到細(xì)通道換熱器中,并結(jié)合納米流體強(qiáng)化傳熱技術(shù),研究超聲波作用下純制冷劑和納米制冷劑流動(dòng)沸騰傳熱特性,獲得性能更好的細(xì)通道換熱設(shè)備。研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾點(diǎn):（1）超聲波作用下細(xì)通道內(nèi)純制冷劑流動(dòng)沸騰研究。提出一種可以放置超聲波換能器的細(xì)通道實(shí)驗(yàn)段,在整個(gè)流動(dòng)區(qū)域中產(chǎn)生穩(wěn)定的超聲場(chǎng)分布。實(shí)驗(yàn)研究有無(wú)超聲波作用下R141b在細(xì)通道內(nèi)流動(dòng)沸騰特性,并采用高速攝影儀進(jìn)行可視化研究,分析超聲波對(duì)汽泡運(yùn)動(dòng)的影響。結(jié)果表明超聲波能夠顯著強(qiáng)化傳熱,強(qiáng)化倍率在1.02¹.88之間。熱流密度對(duì)超聲波強(qiáng)化飽和沸騰傳熱效果有著重要的影響,隨著熱流密度的提高,強(qiáng)化作用減弱。超聲波作用后汽泡數(shù)量明顯增多,汽泡在細(xì)通道內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度顯著加快。（2）超聲波細(xì)通道內(nèi)聲場(chǎng)數(shù)值仿真與強(qiáng)化傳熱機(jī)理分析。采用Comsol仿真軟件對(duì)超聲裝置和流體域進(jìn)行建模,分析不同頻率、不同功率的超聲波在細(xì)通道內(nèi)的聲壓分布。通過(guò)聲壓變化分析超聲波對(duì)汽泡初始成核和汽液界面的影響,從汽泡動(dòng)力學(xué)角度分析超聲波強(qiáng)化傳熱機(jī)理。（3）超聲波作用... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 微細(xì)通道流動(dòng)沸騰傳熱研究現(xiàn)狀
    1.3 超聲波強(qiáng)化傳熱研究
        1.3.1 聲流效應(yīng)對(duì)強(qiáng)化傳熱的影響
        1.3.2 聲空化效應(yīng)對(duì)強(qiáng)化傳熱的影響
    1.4 納米流體強(qiáng)化傳熱研究
    1.5 課題來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容
    1.6 本章小結(jié)
第二章 細(xì)通道流動(dòng)沸騰實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 細(xì)通道流動(dòng)沸騰實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及裝置
        2.1.1 工質(zhì)注入與循環(huán)系統(tǒng)
        2.1.2 加熱與冷卻系統(tǒng)
        2.1.3 實(shí)驗(yàn)段
        2.1.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
    2.2 實(shí)驗(yàn)方法與納米制冷劑制備
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)具體步驟
        2.2.3 TiO2-R141b納米制冷劑制備
    2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
        2.3.1 熱流密度的計(jì)算
        2.3.2 質(zhì)量流率的計(jì)算
        2.3.3 熱力平衡干度的計(jì)算
        2.3.4 傳熱系數(shù)的計(jì)算
    2.4 誤差分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 超聲波作用下細(xì)通道純制冷劑流動(dòng)沸騰傳熱特性研究
    3.1 細(xì)通道沿程傳熱特性
        3.1.1 細(xì)通道流動(dòng)沸騰傳熱區(qū)域
        3.1.2 無(wú)超聲作用下細(xì)通道流動(dòng)沸騰區(qū)域可視化
        3.1.3 有無(wú)超聲作用下沿程傳熱系數(shù)
    3.2 變超聲工況下飽和沸騰傳熱特性
        3.2.1 超聲頻率
        3.2.2 超聲功率
        3.2.3 超聲角度
    3.3 固定超聲工況下飽和沸騰段傳熱特性
        3.3.1 質(zhì)量流率與熱流密度
        3.3.2 入口過(guò)冷度
    3.4 本章小結(jié)
第四章 超聲波細(xì)通道流動(dòng)沸騰強(qiáng)化傳熱機(jī)理分析
    4.1 超聲波在單相流體中的聲壓分布仿真研究
        4.1.1 聲場(chǎng)數(shù)值模型
        4.1.2 超聲場(chǎng)在流體域中的分布
    4.2 超聲波在汽液界面的聲壓分布
        4.2.1 汽液界面模型建立
        4.2.2 細(xì)通道內(nèi)汽液界面聲壓分布
    4.3 超聲波作用下純制冷劑流動(dòng)沸騰可視化與汽泡動(dòng)力學(xué)分析
        4.3.1 超聲波作用下流動(dòng)沸騰汽泡運(yùn)動(dòng)特性分析
        4.3.2 超聲波對(duì)汽泡成核的影響
        4.3.3 超聲波對(duì)汽泡脫離的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 超聲波作用下細(xì)通道納米制冷劑流動(dòng)沸騰傳熱特性研究
    5.1 無(wú)超聲作用下TiO2-R141b納米流體傳熱特性分析
    5.2 超聲作用下TiO2-R141b納米流體傳熱特性分析
    5.3 無(wú)超聲作用下納米流體可視化與傳熱機(jī)理分析
        5.3.1 無(wú)超聲作用下納米制冷劑流動(dòng)沸騰流型變化
        5.3.2 無(wú)超聲作用下納米流體強(qiáng)化傳熱機(jī)理分析
    5.4 超聲波作用下納米流體可視化與傳熱機(jī)理分析
        5.4.1 有無(wú)超聲作用下納米流體流動(dòng)沸騰汽泡運(yùn)動(dòng)特性分析
        5.4.2 超聲波納米流體復(fù)合強(qiáng)化傳熱機(jī)理分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    主要研究結(jié)論
    本文研究特色和創(chuàng)新點(diǎn)
    建議與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]換熱器鋁基微細(xì)通道微納結(jié)構(gòu)表面制備及其傳熱特性[J]. 羅小平,王文,張超勇,吳迪.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2018(20)
[2]羥基化多壁碳納米管/R141b納米流體核沸騰[J]. 許世民,郎中敏,王亞雄,赫文秀,梁倩卿.  化工學(xué)報(bào). 2015(11)
[3]納米TiO2顆粒在制冷工質(zhì)中的分散[J]. 畢勝山,史琳,王磊.  過(guò)程工程學(xué)報(bào). 2007(03)
[4]超聲空化氣泡運(yùn)動(dòng)方程的求解及過(guò)程模擬[J]. 許文林,何玉芳,王雅瓊.  揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2005(01)
[5]聲空化場(chǎng)下水平圓管沸騰換熱的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 周定偉,劉登瀛,胡學(xué)功,馬重芳.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2002(S1)
[6]聲空化場(chǎng)強(qiáng)化沸騰傳熱機(jī)理[J]. 周定偉.  化工學(xué)報(bào). 2002(05)

博士論文
[1]電場(chǎng)作用下擾流螺旋線圈與納米流體強(qiáng)化細(xì)通道流動(dòng)沸騰傳熱研究[D]. 馮振飛.華南理工大學(xué) 2018
[2]納米制冷劑的熱導(dǎo)率、穩(wěn)定性及納米流體電導(dǎo)率的實(shí)驗(yàn)與建模[D]. 姜未汀.上海交通大學(xué) 2009
[3]聲空化強(qiáng)化沸騰傳熱及滲透脫水過(guò)程傳質(zhì)研究[D]. 孫寶芝.哈爾濱工程大學(xué) 2005

碩士論文
[1]翅片管的超聲強(qiáng)化傳熱機(jī)理及其在太陽(yáng)能溴化鋰制冷機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D]. 鄭沐嘉.華南理工大學(xué) 2017
[2]基于不同表面能微通道Al2O3/R141b納米制冷劑流動(dòng)沸騰傳熱及動(dòng)態(tài)特性研究[D]. 鄧聰.華南理工大學(xué) 2016
[3]超聲波對(duì)池沸騰換熱影響的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李長(zhǎng)達(dá).華北電力大學(xué)(北京) 2016
[4]聲空化氣泡成長(zhǎng)及破裂研究[D]. 羅賢能.重慶大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3559288