本文關(guān)鍵詞：過冷沸騰中汽泡在圓形朝下壁面上熱動力學(xué)行為的實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：沸騰傳熱現(xiàn)象的研究對于很多工程實(shí)際都具有十分重要的意義,而汽泡在沸騰傳熱的三個機(jī)理中都有很大的影響。因此,通過研究沸騰過程中汽泡的行為特性及與界面間相互作用來揭示傳熱機(jī)理是一種重要渠道。過冷沸騰是沸騰過程中一個特殊的階段,由于低溫流體在高深科技等領(lǐng)域的深入應(yīng)用,過冷沸騰特性研究引起人們的越多關(guān)注。盡管國內(nèi)外眾多學(xué)者在過冷沸騰環(huán)境條件下,對汽泡的生長、形狀變化、運(yùn)動軌跡等行為特性及傳熱傳質(zhì)進(jìn)行了大量的研究。但是,眾多研究都是關(guān)注汽泡在水平、豎直以及傾斜壁面上的行為特性,關(guān)于汽泡在曲壁面,尤其是朝下曲壁面上的研究少之又少。所以,本文關(guān)注于過冷沸騰汽泡在圓形朝下壁面上的行為特性。通過實(shí)驗(yàn)的方式,使用高速攝像儀對其進(jìn)行研究,并與同等環(huán)境下,汽泡在水平壁面上的行為特性進(jìn)行比較。探索過冷沸騰汽泡在圓形朝下壁面從生長、長大到運(yùn)動消失整個過程的變化規(guī)律,并分析與水平壁面上汽泡規(guī)律的差異及原因。其主要研究事務(wù)包含以下幾點(diǎn)：(1)為了能夠獲得汽泡現(xiàn)象,首先選定汽泡的產(chǎn)生方式,之后查閱學(xué)習(xí)大量相關(guān)文獻(xiàn),關(guān)注國內(nèi)外學(xué)者研究方式、實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)處理的方式,選定二氯甲烷為實(shí)驗(yàn)工質(zhì)。(2)參考相關(guān)學(xué)者的研究內(nèi)容,自行設(shè)計(jì)并搭建。對于曲壁面實(shí)驗(yàn),采用不銹鋼制作實(shí)驗(yàn)臺,在實(shí)驗(yàn)臺的三側(cè)開視窗口。實(shí)驗(yàn)測試件也采用不銹鋼制作,為一半浸沒的光滑圓管。而水平壁面實(shí)驗(yàn),采用鋼化玻璃制作實(shí)驗(yàn)箱體,水平壁面測試件材料與曲面相同,兩者統(tǒng)一用碘鎳絲燈為補(bǔ)光光源。(3)本文應(yīng)用Matlab軟件,通過自編程序?qū)硐氲钠輬D像進(jìn)行灰度化等操作。觀察汽泡在兩種不同壁面的運(yùn)動及形狀的變化規(guī)律。之后利用Image Pro Plus對汽泡的始動直徑等參數(shù)進(jìn)行提取分析。(4)經(jīng)過數(shù)據(jù)分析及汽泡的觀察,并對比曲壁面與水平壁面的差異,經(jīng)過綜合分析總結(jié)得出結(jié)論：在圓形朝下壁面上,汽泡在運(yùn)動過程中其形狀由初始的近似圓形變化為被拉長的橢圓形,最后由于冷凝作用而消失。壁面的熱流量對汽泡的始動直徑存在一定影響,隨著熱流量密度的增加,汽泡的始動直徑呈現(xiàn)增大趨勢。而水平壁面上,除汽泡接近脫離壁面時有尾跡外,其余時段均為圓形。汽泡脫離壁面之后呈現(xiàn)“Z”字形運(yùn)動軌跡。隨著壁面熱流量的增大,汽泡的始動直直徑也呈現(xiàn)上升趨勢。汽泡的生長周期都隨熱流量的增加而縮短。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK124

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 葛衛(wèi)龍;張曉暉;雷選華;;水中氣泡尺度計(jì)算的圖像處理方法[J];激光與紅外;2006年01期

2 劉春嶸,周顯初,呼和敖德;氣泡在波浪中運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)研究[J];水動力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯);1997年03期

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本文編號：1194526