發(fā)布時間：2021-07-09 02:31

　　當液體流經(jīng)沿自身軸線旋轉(zhuǎn)的管道時,如果轉(zhuǎn)速足夠高,會在離心作用下貼壁面形成一層液膜而構(gòu)成環(huán)狀流動。旋轉(zhuǎn)管內(nèi)液膜汽化傳熱效率高,利用旋轉(zhuǎn)管內(nèi)液膜汽化傳熱可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)部件中熱量的高效傳輸,對于旋轉(zhuǎn)設(shè)備的熱管理而言是一種良好選擇。目前旋轉(zhuǎn)管內(nèi)液膜汽化傳熱被用于一些關(guān)鍵部件的熱管理,并起到了顯著的散熱效果,但是現(xiàn)在對旋轉(zhuǎn)管內(nèi)液膜汽化傳熱機理的認識還不夠清晰,制約了該項技術(shù)的進一步發(fā)展。本文為了研究關(guān)鍵因素對旋轉(zhuǎn)管內(nèi)液膜汽化傳熱特性的影響規(guī)律,設(shè)計搭建了一套實驗系統(tǒng),并借助可視化和溫度監(jiān)測等手段,從圖像和參數(shù)的角度研究了熱流密度、向心加速度、工質(zhì)物性參數(shù)和體積流量對旋轉(zhuǎn)管內(nèi)液膜汽化傳熱特性的影響規(guī)律,研究結(jié)果表明:1)向心加速度為20g時,水膜內(nèi)的汽泡沿石英管周向形成了若干排長條狀的汽泡;2)體積流量和向心加速度一定時,熱流密度的增大加劇了水膜沸騰,導致水膜中汽泡總數(shù)增加或數(shù)量不變、平均尺度增大;3)體積流量和加熱膜功率一定時,向心加速度的增加導致了液膜內(nèi)汽泡數(shù)量減少或數(shù)量不變、平均尺度減小;4)流量為0.18m³/h的水膜換熱系數(shù)隨著向心加速度的提升而呈現(xiàn)出先上升后下降的... 

【文章來源】：南京航空航天大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

旋轉(zhuǎn)管內(nèi)液體流動示意圖

的 ZJZ-110/11.6 型直流電機上，增加了電機散熱能力，縮小了整體體積，與普通直流電機相比，在相同轉(zhuǎn)速下，該電機效率提高了 1.8%，重量減少了 65.6%。圖1.2 傳動軸結(jié)構(gòu)示意圖[6]旋轉(zhuǎn)管內(nèi)液膜汽化傳熱還用于軸承、高速鉆頭或機床旋轉(zhuǎn)刀頭等旋轉(zhuǎn)部件的散熱[11]，旋轉(zhuǎn)部件為中空結(jié)構(gòu)，通過外部動力或旋轉(zhuǎn)離心力將液體輸送至轉(zhuǎn)子內(nèi)，液膜分布于轉(zhuǎn)子內(nèi)腔壁面，通過流動和汽化快速吸收轉(zhuǎn)子摩擦產(chǎn)生的熱量。日本富士公司在開發(fā)軸承的無水冷卻技術(shù)時，運用該技術(shù)研制成功一種新結(jié)構(gòu)[12]，用于臥軸水輪發(fā)電機軸承的冷卻。在航空工業(yè)中，某些難加工材料具有粘附性強、導熱性差等特點，在成型磨削過程中易產(chǎn)生高溫，從而引起工件表面熱損傷以及砂輪磨損，嚴重制約了成型磨削技術(shù)充分發(fā)揮其優(yōu)勢，顧志斌[13]將旋轉(zhuǎn)管內(nèi)液膜傳熱技術(shù)運用于成型砂輪的設(shè)計中，對簡單圓柱型軸向旋轉(zhuǎn)熱管砂輪進行傳熱性能分析，當該旋轉(zhuǎn)熱管處于最佳充液狀態(tài)時

因而生產(chǎn)成本增加。楊軍偉[16]運用旋轉(zhuǎn)管內(nèi)液膜換熱原理設(shè)計并研制了一種冷卻磨輥（圖1.3），其本身既參與物料的研磨，又作為起散熱作用的部件，能夠有效傳遞熱量，較好的降低磨輥表面溫度和落下物料溫度。李東梁[17]以相同方法制作的冷卻式磨輥工作時溫升速度比普通磨輥慢，長時間工作時其表面溫度更早達到穩(wěn)定狀態(tài)，最高溫度也比普通磨輥低。圖1.3 冷卻式磨輥結(jié)構(gòu)示意圖[16]在鈔票印刷過程中，竄墨輥作為印鈔機的主要零件，由于印刷墨水的性能會受到溫度的影響，若竄墨輥因摩擦等因素導致溫度過高，印刷質(zhì)量會降低，甚至會損壞設(shè)備。航天十一院運用旋轉(zhuǎn)管內(nèi)液膜傳熱技術(shù)，制作出了一種新型的竄墨輥替代印鈔機中原有竄墨輥[18]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]多效豎管降膜蒸發(fā)太陽能海水淡化裝置性能研究[J]. 毛巨正,鄭宏飛,楊軍偉,常澤輝.  太陽能學報. 2017(10)
[2]管殼式降膜蒸發(fā)器在燒堿蒸發(fā)裝置中的應(yīng)用[J]. 宮超,宋啟祥,謝培軍,張微,宋瑞艷,劉宏超,張鵬,袁小勤,尚立蔚,王宗瑞,朱巧家.  遼寧化工. 2017(07)
[3]旋轉(zhuǎn)熱管攪拌槳反應(yīng)釜傳熱性能的實驗研究[J]. 劉宇軒,范紅途,陳海軍,朱躍釗.  熱能動力工程. 2016(02)
[4]航天十一院熱管軍民兩用技術(shù)的最新進展[J]. 陳思員,李鵬飛,薛志虎,謝銘慧,曲偉,艾邦成.  軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品. 2014(05)
[5]管式太陽能海水淡化裝置的實驗研究[J]. 鄭宏飛,鄭子行,王海江,陳志莉.  北京理工大學學報. 2012(10)
[6]旋轉(zhuǎn)熱管生物反應(yīng)器攪拌結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬[J]. 陳芳,張紅,王中賢,印彩霞.  南京工業(yè)大學學報(自然科學版). 2012(02)
[7]制冷工質(zhì)R11池沸騰換熱氣泡行為的可視化研究[J]. 刁彥華,趙耀華,王秋良.  自然科學進展. 2006(04)
[8]應(yīng)用熱管技術(shù)改善交流變頻電動機的散熱性能[J]. 楊友平,劉守祥.  機械研究與應(yīng)用. 2005(01)
[9]混煉機轉(zhuǎn)子自蒸發(fā)循環(huán)冷卻技術(shù)的研究[J]. 張琳.  橡膠工業(yè). 2002(10)
[10]用于磁粉制動器中的旋轉(zhuǎn)熱管的研制[J]. 朱剛恒.  東南大學學報. 1994(04)

博士論文
[1]流動沸騰中汽泡行為的理論與實驗研究[D]. 管鵬.北京交通大學 2014

碩士論文
[1]旋轉(zhuǎn)熱管傳熱性能研究及其在整流罩防冰中的應(yīng)用探索[D]. 翟振坤.南京航空航天大學 2017
[2]軸向旋轉(zhuǎn)熱管砂輪的傳熱性能研究[D]. 顧志斌.南京航空航天大學 2017
[3]電機導熱散熱節(jié)能技術(shù)及應(yīng)用研究[D]. 陳中帥.東華大學 2016
[4]熱管砂輪緩進給深切磨削高溫合金試驗研究[D]. 朱延斌.南京航空航天大學 2016
[5]磨粉機旋轉(zhuǎn)熱管式冷卻磨輥的設(shè)計及研制[D]. 楊軍偉.河南工業(yè)大學 2012
[6]磨粉機冷卻式磨輥的設(shè)計及研制[D]. 李東梁.河南工業(yè)大學 2010



本文編號：3272830