低壓閃蒸噴霧冷卻技術(shù)是指壓強和溫度相對較高的液體工質(zhì)經(jīng)噴嘴霧化形成微細液滴,射入低壓閃蒸腔中,并以較高的速度沖擊高熱流密度被冷卻表面,依靠液體迅速相變吸熱的一種新型、高效散熱技術(shù)。本文通過實驗研究了R134a冷卻劑在低壓和常壓環(huán)境中的噴霧冷卻規(guī)律。結(jié)果表明,低壓條件下噴霧冷卻換熱能力隨著壓強降低而降低,但與常壓工況對比存在強化或弱化兩種可能。由于劇烈閃蒸帶來的氣液不穩(wěn)定性,閃蒸噴霧冷卻的流量波動對于表面溫度波動和熱流密度影響較大。隨著熱流密度的增大,R134a噴霧冷卻存在液膜完全覆蓋、部分干涸和周期性完全干涸三種現(xiàn)象,前兩種現(xiàn)象對應(yīng)于較低的溫度波動,而后一種對應(yīng)于較大的溫度波動和惡化的傳熱。閃蒸噴霧冷卻距離較遠的大表面時,閃蒸導(dǎo)致的沿程制冷劑損失會導(dǎo)致冷卻能力和冷卻均勻性下降,在布置噴嘴和表面時應(yīng)加以考慮。

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圖１?Ｒ１３４ａ低壓噴努冷卻實驗系統(tǒng)圖??Ｆｉｇ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?Ｒ１３４ａ?ｌｏｗ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｓｐｒａｙ?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??

４ａ飽和蒸氣壓??與環(huán)境壓強的差異增大，造成更加劇烈的蒸發(fā)，一??方面可能増強對表面的冷卻，另一方面也可能造成??制冷劑在撞擊表面前的質(zhì)量損失。然而，目前Ｒ１３４ａ??工質(zhì)在低壓下的噴霧參數(shù)和噴霧冷卻性能的研究尚??不充分，低壓下噴霧冷卻與常壓下的差異需要進一??步研究。本文實驗....

圖２低壓噴霧冷卻實驗段加熱芯片：封裝前（ａ）和封裝后（ｂ）??Ｆｉｇ．?２?Ｈｅａｔｉｎｇ?ａｎｄ?ｈｅａｔ?ｆｌｕｘ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ｃｈｉｐ?ｂｅｆｏｒｅ?（ａ）??ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?（ｂ）?ｐａｃｋａｇｉｎｇ??

霧外圍溫度升髙，隨著流量增加，低溫??區(qū)保持的范圍更大。當(dāng)表面距離噴嘴較遠或表面積??較大時，冷卻劑冷量不足的情況可能出現(xiàn)，造成換??熱下降或均勻性下降．??圖４對比了低壓和常壓條件下，平均噴霧流量??相近時的噴霧冷卻換熱規(guī)律。常壓條件的臨界熱流??密度（ＣＨＦ）約為１１?Ｗ／ｃ....

圖５?Ｒ１３４ａ噴霧冷卻現(xiàn)象：（ａ）液膜完全覆蓋（３．６?ｋＰａ，約１??Ｗ／ｃｍ２）；?（ｂ）部分干洞（３．６?ｋＰａ，３．５?Ｗ／ｃｍ２）??Ｆｉ．?５?Ｓｒａｃｏｏｌｉｎｈｅｎｏｍｅｎａ?ｏｆ?Ｒ１３４ａ?ｓｒａｃｏｏｌｉｎ：??

加熱時表面平均??溫度和中心溫度產(chǎn)生差異。由此可見，在用閃蒸噴??工質(zhì)在噴口附近處于過熱液體狀態(tài)，會發(fā)生劇烈的??沸騰行為，氣液兩相混合，帶來極大的流動不穩(wěn)定??性，使得流Ｍ出現(xiàn)波動。由于噴霧的不穩(wěn)定性，繼續(xù)??提升熱流密度時，會使得表面出現(xiàn)周期性的完全干??涸潤濕現(xiàn)象，在Ｔ涸階....

圖７常壓下的結(jié)冰現(xiàn)象??Ｆｉｇ．?７?Ｉｃｉｎｇ?ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ?ａｔ?ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ??

４．５?５．０??流量?０／ｋｇ－ｈ＿１??圖８閃蒸噴霧冷卻下大表面的溫度??Ｆｉｇ．?８?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｏｆ?ａ?ｌａｒｇｅ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｃｏｏｌｅｄ?ｂｙ?ｆｌａｓｈ?ｓｐｒａｙ??０?５?１０?１５?２０??熱流密度ｇ／Ｗ＊ｃｎｒ２??圖６不同壓強下表面溫度波....

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