電子設(shè)備的高效散熱問(wèn)題,促進(jìn)了窄通道內(nèi)流動(dòng)沸騰的研究。窄通道內(nèi)的流動(dòng)沸騰特性很復(fù)雜,而臨界熱流密度是防止器件燒毀的重要參數(shù)。機(jī)載設(shè)備在機(jī)動(dòng)飛行期間會(huì)受到不同方向不同大小的過(guò)載作用,這將增加通道內(nèi)流動(dòng)沸騰的擾動(dòng)。本文在現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外研究成果基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)過(guò)載作用下窄通道內(nèi)汽液兩相流動(dòng)沸騰和臨界熱流密度特性的實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬,取得了動(dòng)載、加熱方位、流體進(jìn)口溫度、質(zhì)量流速、通道高寬比等對(duì)矩形窄通道內(nèi)臨界熱流密度的影響規(guī)律,為機(jī)載蒸發(fā)循環(huán)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及氣液兩相流動(dòng)沸騰和臨界熱流密度特性的研究積累了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。利用旋轉(zhuǎn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了過(guò)載的模擬,并搭建了氣液兩相流管路循環(huán)系統(tǒng)。以蒸餾水為工質(zhì),采用單側(cè)加熱的窄矩形通道,通過(guò)改變通道布置方式、旋轉(zhuǎn)速度、入口溫度、流速等參數(shù)進(jìn)行了側(cè)向過(guò)載、逆向過(guò)載和加熱方位對(duì)流動(dòng)沸騰臨界熱流密度影響的實(shí)驗(yàn)。對(duì)原始實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,分析了發(fā)生臨界換熱時(shí)質(zhì)量流速、實(shí)驗(yàn)段壓降和壁面溫度的變化,研究了入口過(guò)冷度、質(zhì)量流速、過(guò)載和加熱方位對(duì)臨界熱流密度的影響規(guī)律,并分析了過(guò)載作用下沸騰流動(dòng)不穩(wěn)定性。結(jié)果表明:臨界換熱發(fā)生時(shí),壁面溫度急劇增加,有效加熱熱流迅速減小,實(shí)驗(yàn)段壓差明顯增... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：132 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

本研究所采用的技術(shù)路線圖

圖 2.1 氣液兩相流流型截面分相含率分相含率描述的是通道內(nèi)各相流體以特定計(jì)算方式得到的占總體的份額。兩描述分相含率的參數(shù)也會(huì)有區(qū)別。在氣液兩相流中，氣相介質(zhì)含量是指兩相額，分別以下幾種表示方法：質(zhì)量含氣率、容積含氣率、熱力學(xué)含氣率以及含氣率表示單位時(shí)間內(nèi)總質(zhì)量為M的兩相流體流過(guò)管道某一橫截面處時(shí)氣相額g gg fM MxM M M g 、fM 分別代表氣相質(zhì)量流量、液相質(zhì)量流量，單位 kg/s。1f fg fM MxM M M

圖 2. 2 流動(dòng)沸騰 CHF 機(jī)理模型示意圖2.5 沸騰兩相流不穩(wěn)定性2.5.1 沸騰兩相流不穩(wěn)定性分類單相流中存在湍流狀態(tài)，在兩相流中，流動(dòng)參數(shù)更加復(fù)雜，再加上氣相具有可壓縮性，導(dǎo)致流動(dòng)結(jié)構(gòu)也更加多變，因此驅(qū)動(dòng)兩相流不穩(wěn)定的因素有很多。流動(dòng)不穩(wěn)定性主要分為兩種類型：靜態(tài)不穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性。靜態(tài)不穩(wěn)定性是指在流動(dòng)狀態(tài)在瞬間擾動(dòng)后，無(wú)法恢復(fù)到初始狀態(tài)并且在新的狀態(tài)下達(dá)到穩(wěn)定（或是周期穩(wěn)定）的流動(dòng)工況；動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定性是指在瞬間擾動(dòng)或者其他驅(qū)動(dòng)作用下，流動(dòng)一直處于震蕩而無(wú)法再穩(wěn)定到某一狀態(tài)。在工程應(yīng)用領(lǐng)域，沸騰兩相流的流動(dòng)不穩(wěn)定性對(duì)設(shè)備的安全和穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了很多考驗(yàn)，是應(yīng)該盡量削弱和避免的工況。表 2.1 所示是 Boure[53]在之前學(xué)者研究和分析不穩(wěn)定性機(jī)理的基礎(chǔ)上，劃分了流動(dòng)不穩(wěn)定性的類型并陳述了各類型的主要特征。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]側(cè)載及加熱方位對(duì)槽道內(nèi)臨界熱流密度影響[J]. 李岡,宋保銀,張釗,王洪,宋軍輝.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2016(01)
[2]側(cè)載對(duì)矩形通道內(nèi)水流動(dòng)特性影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 李岡,宋保銀,張釗,王洪.  制冷與空調(diào)(四川). 2015(03)
[3]加熱方位對(duì)流動(dòng)沸騰臨界熱流密度影響[J]. 李岡,宋保銀,張釗,羅祖分.  制冷學(xué)報(bào). 2015(03)
[4]低干度兩相流工質(zhì)在矩形流道冷板內(nèi)的換熱特性實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉騰,錢吉裕,孔祥舉,曹鋒,束鵬程.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[5]R32在微細(xì)光管內(nèi)流動(dòng)沸騰的數(shù)值研究[J]. 黃秀杰,吳曉敏,朱禹.  工程熱物理學(xué)報(bào). 2014(11)
[6]池沸騰臨界熱流密度及臨界波長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 王偉,全曉軍,鄭平.  熱科學(xué)與技術(shù). 2014(02)
[7]R32在水平微細(xì)圓管內(nèi)凝結(jié)換熱的數(shù)值模擬[J]. 劉納,李俊明.  化工學(xué)報(bào). 2014(11)
[8]矩形通道臨界熱流密度計(jì)算模型的實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)[J]. 盛程,周濤,琚忠云,黃彥平,肖澤軍.  核動(dòng)力工程. 2014(01)
[9]微槽道納米流體飽和沸騰CHF特性研究[J]. 張瑞達(dá),羅小平,王維.  低溫與超導(dǎo). 2013(06)
[10]豎直方管內(nèi)兩相流動(dòng)臨界熱流密度的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 郭亞軍,徐應(yīng)坤,畢勤成,高彬.  西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(01)

博士論文
[1]過(guò)載環(huán)境下細(xì)微通道內(nèi)沸騰傳熱與流動(dòng)特性研究[D]. 許玉.南京航空航天大學(xué) 2016

碩士論文
[1]V型凹槽微通道內(nèi)流動(dòng)沸騰換熱CHF的數(shù)值模擬[D]. 朱靜.江蘇大學(xué) 2017
[2]矩形窄通道內(nèi)流動(dòng)沸騰特性及CHF點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬[D]. 陳沖.江蘇大學(xué) 2016
[3]豎直矩形窄流道內(nèi)氣液兩相流流動(dòng)特性的數(shù)值模擬研究[D]. 趙艷明.重慶大學(xué) 2012
[4]微槽道兩相流傳熱特性研究[D]. 鐘艷.華南理工大學(xué) 2012
[5]動(dòng)載作用下管內(nèi)兩相流流動(dòng)特性實(shí)驗(yàn)研究[D]. 馬良軍.南京航空航天大學(xué) 2007
[6]兩相流流量測(cè)量技術(shù)研究[D]. 許其清.南京理工大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3131892