發(fā)布時(shí)間：2021-03-02 18:17

　　新興電子設(shè)備與機(jī)械元件逐漸向小型化發(fā)展過程中遇到的散熱問題已經(jīng)成為機(jī)械與電子控制工程領(lǐng)域繼續(xù)發(fā)展的瓶頸,而微通道流動(dòng)沸騰換熱技術(shù)有可能為此提供有效的冷卻保障,考慮到器件合理運(yùn)行溫度范圍以及冷卻工質(zhì)蒸發(fā)溫度與壓力選擇的多樣性,制冷劑工質(zhì)已經(jīng)成為重要選項(xiàng),特別是其中的非共沸混合工質(zhì),不僅可以調(diào)制純組分工質(zhì)的性質(zhì),而且具有獨(dú)特的相變傳熱特性,極具應(yīng)用前景。本課題以此為背景,較為系統(tǒng)性地開展了非共沸混合工質(zhì)及其純組分工質(zhì)沸騰特性與傳熱機(jī)理的相關(guān)研究,主要包括三個(gè)方面:核態(tài)池沸騰傳熱研究、微通道流動(dòng)沸騰傳熱研究以及通道結(jié)構(gòu)強(qiáng)化微通道流動(dòng)沸騰傳熱研究。首先,為了明確非共沸混合工質(zhì)沸騰傳熱過程的基本特征,搭建了核態(tài)池沸騰可視化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),以R134a/R245fa非共沸混合工質(zhì)及其純組分工質(zhì)作為實(shí)驗(yàn)工質(zhì),開展了核態(tài)池沸騰傳熱特性的實(shí)驗(yàn)研究以及傳熱機(jī)理的理論分析與探索工作。根據(jù)每種實(shí)驗(yàn)工質(zhì)的可視化結(jié)果,將其對(duì)應(yīng)的核態(tài)池沸騰曲線細(xì)分為至多四個(gè)區(qū)域,即自然對(duì)流區(qū)域、孤立氣泡區(qū)域、氣泡聚并區(qū)域以及氣柱區(qū)域,其中,氣泡聚并區(qū)域內(nèi)沸騰曲線的斜率大于孤立氣泡區(qū)域。相比于純組分工質(zhì)而言,非共沸混合工質(zhì)的核態(tài)沸騰起始點(diǎn)... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１?Ｒ６００ａ／Ｒ２９０氣化核心可視化結(jié)果！５６］??Ｆｉｇ．?１－１?Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ?ｓｉｔｅｓ?ｆｏｒ?Ｒ６００ａ／Ｒ２９０ｔ５６１??

沸混合工質(zhì)在低等、中等熱流密度時(shí)的核態(tài)池沸騰傳熱特性，該模型中同時(shí)考慮??了微尺度效應(yīng)與混合物效應(yīng)，例如：微液層蒸發(fā)、界面擴(kuò)散傳質(zhì)以及馬拉戈尼對(duì)??流等，部分結(jié)果如下圖１－２所示。??，■：??＾?，??（ａ）?Ｍｏｄｅｌ?ｄｅｓｏｐｔｉｏｎ??ｄ?ｚ………一卜毛閥??‘?ｂ＝：ｗ＝：ｚ：ａ＝??０?？．！?？Ｌ２?ｔＪ?ＣＪ?Ｍ?ｔｔ．７?０?ａｉ?０２?０３?０４?０５?〇＜?ａｒ??ｗｄＭｉｉｎｉｉｒｔＭＨ／■＆／＿？?ｎｄＭｉｃ〇Ｍ？Ｍａｉ／－＾／＾ｉ??〇））?Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?（ｃ）?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ??圖１－２非共沸混合工質(zhì)核態(tài)沸騰數(shù)值模擬［５９］??Ｆｉｇ．?１－２?Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ?ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎｕｃｌｅａｔｅ?ｂｏｉｌｉｎｇ?ｆｏｒ?ｚｅｏｔｒｏｐｉｃ?ｍｉｘｔｕｒｅｓ＾５９１??６??

工質(zhì)從氣液界面處向加熱區(qū)域流動(dòng)，顯著減少了干涸現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)，對(duì)熱毛??細(xì)應(yīng)力、溶質(zhì)毛細(xì)應(yīng)力以及浮升力驅(qū)動(dòng)下的流動(dòng)形態(tài)做了歸類和總結(jié)，部分可視??化結(jié)果如下圖１－３所示。??—————————??ｍ＾＾ＳｌｊＥＳＳＢＳＳＳ＾ＳＳ＾ＳＳｉ＾＾ｍｌｗ＾ＳＳＳＳＳＳＳＳＳＩ＾＾ＳＳＳＳｔｔ＾ｆｕ??＾?＂?＂＂?■?■—?４＾Ｓｃｒｎ?＿??（ａ）?Ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｆｉｅｌｄｓ??一??ｍｗｉｉ?？”■？，，ｍｕＭ??４４８ｃｍ?４Ｍ?０．？?？??（ｂ）?Ｔｙｐｉｃａｌ?Ｓｏｌｕｔｏｃａｐｉｌｌａｒｉｔｙ?ｄｏｍｉｎａｔｅｄ?ｆｌｏｗ??圖１－３非共沸混合工質(zhì)浮升力－馬拉戈尼對(duì)流現(xiàn)象??Ｆｉｇ．?１－３?Ｂｕｏｙａｎｃｙ－Ｍａｒａｎｇｏｎｉ?ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ?ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ?ｏｆ?ｚｅｏｔｒｏｐｉｃ?ｍｉｘｔｕｒｅｓ１６０】??上述研宄對(duì)于進(jìn)一步理解非共沸混合工質(zhì)在溫度、濃度雙重影響下表面張力??梯度的作用形式提供了幫助，同時(shí)對(duì)于探索非共沸混合工質(zhì)沸騰過程中氣液界面??相變熱質(zhì)傳遞規(guī)律與附加傳質(zhì)阻力作用的量化描述方法奠定了一定的基礎(chǔ)。??１．２．２非共沸混合工質(zhì)微細(xì)通道流動(dòng)沸騰特性研究??目前，絕大部分關(guān)于非共沸混合工質(zhì)流動(dòng)沸騰特性的研究都以實(shí)驗(yàn)為主。對(duì)??于水中添加易揮發(fā)組分的非共沸混合工質(zhì)而言，在常規(guī)通道方面，Ｙｕ等人［６｜１探討??了非共沸混合工質(zhì)乙烯乙二醇／水在內(nèi)徑為１０．９?ｍｍ圓形管內(nèi)的過冷流動(dòng)沸騰傳熱??特性，研究表明過冷流動(dòng)沸騰出現(xiàn)的條件是壁面過熱度大于１０?°Ｃ，且沸騰傳熱系??數(shù)隨著壁面過熱度的增大而增大

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]非共沸混合工質(zhì)ORC低溫?zé)煔庥酂崂梅治雠c優(yōu)化[J]. 倪淵,趙良舉,劉朝,莫依璃.  化工學(xué)報(bào). 2013(11)
[2]微通道內(nèi)非共沸混合制冷劑的流動(dòng)沸騰特性[J]. 呂鳳勇,馬虎根,何紅萍,齊魯山.  化工進(jìn)展. 2012(07)
[3]Visualization of Bubble Dynamics for Pool Boiling of Binary Refrigerant Mixture R11-R113[J]. 刁彥華,趙耀華,王秋良.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2006(02)
[4]Heat Transfer in Nucleate Pool Boiling of Binary and Ternary Refrigerant Mixtures[J]. 趙耀華,刁彥華,鶴田隆治,西川日出男.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2004(03)
[5]制冷系統(tǒng)的節(jié)能途徑探討[J]. 楊欣欣,于秀英.  化學(xué)工程師. 2002(03)

博士論文
[1]微細(xì)通道流動(dòng)沸騰氣泡受限行為特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 銀了飛.北京交通大學(xué) 2015
[2]微細(xì)通道內(nèi)低沸點(diǎn)工質(zhì)流動(dòng)沸騰特性的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李雪嬌.北京交通大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3059718