過(guò)冷流動(dòng)沸騰廣泛存在于船舶動(dòng)力、核能安全以及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域,自然循環(huán)、微通道、海洋等非常規(guī)條件對(duì)其換熱效率具有顯著的影響。為能深入揭示搖擺運(yùn)動(dòng)、自然循環(huán)以及窄通道條件下的沸騰換熱影響機(jī)理,利用可視化技術(shù)開(kāi)展了搖擺對(duì)窄通道內(nèi)自然循環(huán)條件下氣泡行為影響研究。實(shí)驗(yàn)段是窄矩形單面加熱可視化通道,實(shí)驗(yàn)工質(zhì)為取離子水,采用高速攝影儀獲取通道內(nèi)過(guò)冷沸騰氣泡圖像。對(duì)氣泡圖像經(jīng)過(guò)一系列數(shù)字化處理,獲得氣泡特征參數(shù)。實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)壓力維持在0.2 MPa,熱流密度范圍為100~300 kW/m2,入口過(guò)冷度范圍20~60K。豎直靜止條件下進(jìn)行了單汽泡行為和氣泡群行為研究。通道內(nèi)存在兩類(lèi)不同的氣泡:快速生長(zhǎng)冷凝氣泡和緩慢生長(zhǎng)滑移氣泡。針對(duì)不同類(lèi)型的氣泡分別討論氣泡生長(zhǎng)過(guò)程中直徑、接觸直徑以及速度的變化規(guī)律,分析了氣泡直徑和氣泡速度之間的關(guān)系,并驗(yàn)證已有氣泡生長(zhǎng)模型的適用性。對(duì)氣泡群直徑和速度統(tǒng)計(jì)分析后發(fā)現(xiàn),氣泡直徑分布符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布,氣泡速度分布符合正態(tài)分布。分析了熱工參數(shù)變化對(duì)氣泡平均直徑、氣泡平均速度和氣泡密度的影響�；跉馀葜睆街饕绊懸蛩�,擬合得到氣泡平均直徑計(jì)算模型。明確了氣泡直徑和主流速度對(duì)氣泡速度的影響機(jī)制,氣泡運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度與形心當(dāng)?shù)亓黧w速度相等。為探索穩(wěn)態(tài)條件下自然循環(huán)氣泡特征,開(kāi)展相同熱工參數(shù)條件下強(qiáng)迫循環(huán)實(shí)驗(yàn),并對(duì)兩種循環(huán)方式下氣泡行為進(jìn)行對(duì)比。搖擺對(duì)氣泡行為的影響研究建立在豎直穩(wěn)態(tài)氣泡特性基礎(chǔ)上。開(kāi)展了不同搖擺參數(shù)條件下實(shí)驗(yàn)研究,給出了熱工參數(shù)、氣泡直徑、氣泡速度和氣泡密度隨搖擺的變化規(guī)律。對(duì)氣泡進(jìn)行了受力分析,討論了力場(chǎng)改變對(duì)氣泡行為的影響。搖擺對(duì)氣泡直徑的影響機(jī)制與穩(wěn)態(tài)條件下相同,穩(wěn)態(tài)條件下得到的氣泡直徑計(jì)算關(guān)系式適用于搖擺條件下氣泡直徑計(jì)算。搖擺對(duì)氣泡速度的影響主要通過(guò)引起流量的波動(dòng)實(shí)現(xiàn),氣泡速度和形心當(dāng)?shù)匾合嗨俣认嗟?搖擺引入的附加力對(duì)氣泡速度的影響可忽略。搖擺引起的氣泡密度的波動(dòng)幅值大于氣泡直徑和氣泡速度的波動(dòng)幅值。相同搖擺工況下,自然循環(huán)條件下參數(shù)波動(dòng)幅度遠(yuǎn)大于強(qiáng)迫循環(huán)條件下氣泡參數(shù)波動(dòng)幅度。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類(lèi)】：TL33
【部分圖文】：

豎直向上流動(dòng)氣泡受力目前許多學(xué)者對(duì)計(jì)算表達(dá)式進(jìn)行了一系列研究，基本確定氣泡所受主要力的表達(dá)形

分別為實(shí)驗(yàn)回路，搖擺臺(tái)，可視化系統(tǒng)，如圖 2.1 所示。圖 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖2.1.1 實(shí)驗(yàn)回路由圖 2.1 可知，實(shí)驗(yàn)回路由兩部分組成，主實(shí)驗(yàn)回路以及冷卻回路。主實(shí)驗(yàn)回路整體布置在搖擺臺(tái)平面上，隨搖擺臺(tái)平面一起運(yùn)動(dòng)，主實(shí)驗(yàn)回路與冷卻回路通過(guò)軟管連接。主實(shí)驗(yàn)回路為立式自然循環(huán)回路，主要包括預(yù)熱器，實(shí)驗(yàn)段，冷凝器，穩(wěn)壓器，實(shí)

實(shí)驗(yàn)段橫截面圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐建軍;謝添舟;卓文彬;陳炳德;黃彥平;;窄縫通道內(nèi)汽泡界面參數(shù)對(duì)脫離直徑預(yù)測(cè)的影響[J];核動(dòng)力工程;2014年05期

2 李少丹;譚思超;高璞珍;許超;胡健;鄭強(qiáng);;周期力場(chǎng)下窄通道內(nèi)汽泡滑移實(shí)驗(yàn)研究[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào);2014年08期

3 謝添舟;陳炳德;閆曉;徐建軍;黃彥平;肖澤軍;;搖擺條件下矩形窄縫通道內(nèi)汽泡脫離直徑模型構(gòu)建及分析[J];原子能科學(xué)技術(shù);2014年05期

4 謝添舟;陳炳德;閆曉;徐建軍;黃彥平;肖澤軍;;搖擺條件下矩形窄縫通道內(nèi)汽泡脫離直徑實(shí)驗(yàn)研究[J];原子能科學(xué)技術(shù);2014年04期

5 周濤;李精精;琚忠云;黃彥平;肖澤軍;;非能動(dòng)自然循環(huán)技術(shù)的發(fā)展與研究[J];核安全;2013年03期

6 許超;高璞珍;王暢;;傾斜及搖擺條件下窄通道內(nèi)汽泡密度變化研究[J];原子能科學(xué)技術(shù);2013年05期

7 許超;高璞珍;李少丹;高風(fēng);;加熱面傾斜角對(duì)過(guò)冷沸騰中汽泡生長(zhǎng)-冷凝行為的影響[J];化工學(xué)報(bào);2013年05期

8 洪鋼;閆曉;楊燕華;徐建軍;肖澤軍;黃彥平;;起伏運(yùn)動(dòng)對(duì)矩形窄縫通道內(nèi)汽泡直徑分布的影響[J];核動(dòng)力工程;2012年05期

9 洪鋼;閆曉;黃宏立;肖澤軍;黃彥平;;窄縫通道內(nèi)過(guò)冷沸騰區(qū)域汽泡脫離頻率研究[J];核動(dòng)力工程;2012年S1期

10 洪鋼;閆曉;李巖;肖澤軍;黃彥平;;矩形窄縫通道內(nèi)滑移汽泡直徑沿軸向分布特性實(shí)驗(yàn)研究[J];核動(dòng)力工程;2012年S1期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 李少丹;海洋條件下局部汽泡行為及沸騰換熱特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2015年

2 曹夏昕;搖擺對(duì)豎直管內(nèi)氣液兩相流型的影響[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 許超;自然循環(huán)條件下的氣泡行為研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

2 王成章;搖擺對(duì)豎直管過(guò)冷沸騰氣泡脫離點(diǎn)影響的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

3 禹文池;環(huán)隙通道內(nèi)自然循環(huán)凈蒸汽產(chǎn)生起始點(diǎn)的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2808551