【摘要】：窄矩形通道具有結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率高等特點在核動力系統(tǒng)、微電子冷卻系統(tǒng)、航天器冷卻系統(tǒng)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。窄矩形通道由于幾何尺寸限制與常規(guī)通道內(nèi)汽泡行為有所不同,所以窄通道內(nèi)汽泡行為已成為近年來的研究熱點,目前已有文獻(xiàn)已針對單面加熱通道內(nèi)汽泡行為進(jìn)行了大量研究,然而實際加熱的窄矩形通道內(nèi)窄邊拐角處熱流密度大且熱邊界層的相互擾動所發(fā)生的復(fù)雜汽泡行為與單面加熱通道有所區(qū)別,因此,不能簡單使用單面加熱流道內(nèi)汽泡行為進(jìn)行模擬實際加熱窄矩形通道內(nèi)拐角處所發(fā)生的汽泡行為,基于此,該課題選用三面加熱窄矩形實驗段通過圖像處理分析法針對窄邊拐角處汽泡行為進(jìn)行了深入研究。通過觀察汽泡行為的實驗現(xiàn)象,對三面加熱窄矩形通道內(nèi)單汽泡生長過程的基本特征進(jìn)行分類總結(jié),研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)4類典型汽泡行為:窄矩形通道內(nèi)窄邊拐角處汽泡分為浮升、聚合、連續(xù)性生長三大類,中間加熱面僅觀測到一類單汽泡快速生長。與傳統(tǒng)單面加熱面相比,拐角處的汽泡脫離直徑更大,汽泡發(fā)生的變形更明顯。在高過冷度下汽泡底部最先開始發(fā)生變形,在中過冷度下汽泡的底部和頂部都發(fā)生不同程度的變形,而在低過冷度下汽泡的生長形態(tài)保持一致。針對窄邊拐角處汽泡行為特性進(jìn)行了定量分析研究,研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)在整個窄矩形通道內(nèi)汽化核心密度成U型分布,當(dāng)改變不同壁面過熱度、主流過冷度及質(zhì)量流速時發(fā)現(xiàn)窄邊拐角處汽泡脫離頻率僅隨著壁面過熱度的增加而增加,汽化核心密度不僅隨著壁面過熱度發(fā)生改變且與同一水平方向位置有關(guān),汽泡脫離直徑則與壁面過熱度、主流過冷度及質(zhì)量流速的綜合影響有關(guān)。并將實驗結(jié)果與常規(guī)尺寸通道和單面加熱窄矩形通道模型進(jìn)行對比分析,發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果與已有模型并不適用,基于汽泡動力學(xué)參數(shù)的影響因素提出窄邊拐角處汽泡行為的預(yù)測關(guān)系式,并與實驗結(jié)果相比較,誤差均在±30%以內(nèi)。
【圖文】：

圖 1-1 窄矩形通道道尺寸和常規(guī)大通道的劃分標(biāo)準(zhǔn)至今尚未有統(tǒng)一的定義當(dāng)量直徑進(jìn)行劃分窄矩形通道和常規(guī)通道，Mehendale[7]當(dāng)量直徑為 0.1mm 和 6mm，Kandikar[8]則認(rèn)為當(dāng)量直徑實際應(yīng)用中將寬窄邊尺寸比例為 15-20 倍的矩形通道稱 1-1。表 1-1 通道尺寸劃分標(biāo)準(zhǔn)微通道(mm)窄通道(mm)中間尺度通道 小通道0.001 < De< 0.1 0.1< De<1 1 < De< 6 0.01 < De< 0.2 0.2 < De< 3 0.001 < h < 1 1 < h < 3

圖 2-3 實驗2.1.3 輔助系統(tǒng)（1）預(yù)熱器本文實驗過程中采用額定功率為 80kW節(jié)功率將實驗工質(zhì)在預(yù)熱器中加熱到實驗段據(jù)實驗所需設(shè)置的入口水溫在預(yù)熱器的可調(diào)保溫層將預(yù)熱器出口與實驗端入口管道外層（2）換熱器實驗選取由青島信泰壓力容器生產(chǎn)的型18 根內(nèi)徑均為 14mm 不銹鋼換熱圓管組成，，為 250℃，實驗過程中從實驗段出口流出的方式流經(jīng)換熱圓管外部將兩相工質(zhì)冷卻為液（3）穩(wěn)壓系統(tǒng)實驗過程中穩(wěn)壓系統(tǒng)主要由穩(wěn)壓器、4
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TK124

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：2699067