本文對搖擺運動下窄矩形通道內(nèi)沸騰換熱特性進(jìn)行了實驗研究,并在靜止工況下建立了窄矩形通道沸騰環(huán)狀流模型。實驗使用的是機械搖擺熱工水力實驗裝置,實驗工質(zhì)為去離子水。在搖擺工況下對實驗通道內(nèi)的實驗工質(zhì)進(jìn)行受力分析,發(fā)現(xiàn)附加慣性切向力的振幅大約是附加慣性法向力振幅的11倍,附加切向力引起的壓降比附加法向力引起的壓降大。在沸騰兩相區(qū)域附加壓降占總壓降的0.64%,在計算通道沸騰壓降時附加壓降的影響可以忽略。在搖擺運動工況下對實驗通道的壓降、流量、壁面溫度的波動進(jìn)行實驗研究,結(jié)果表明搖擺引起實驗回路空間位置的變化,汽水混合物在實驗段和冷凝器拐角處出現(xiàn)周期性的擁堵和疏通,導(dǎo)致實驗段壓降出現(xiàn)周期性的波動,而且隨著搖擺角度和搖擺周期的增加,壓降波動的振幅增加。實驗段壓降的波動會引起實驗段流量的波動,流量波動的周期和壓降波動的周期相同。實驗段壓降和流量的波動會引起工質(zhì)溫度和壁面溫度的波動,工質(zhì)溫度波動的振幅大于壁面溫度波動的振幅,且工質(zhì)溫度的波動遲于壓降的波動2-3s,壁面溫度的波動遲于工質(zhì)溫度的波動1-1.6s。隨著搖擺角度和搖擺周期的增加窄矩形通道沸騰換熱系數(shù)的波動振幅增加,搖擺工況下沸騰換熱系數(shù)的平均值與豎直工況下的沸騰換熱系數(shù)相等。隨著熱流密度、質(zhì)量流量的增加或者系統(tǒng)壓強的減小沸騰換熱系數(shù)的波動幅度逐漸增加,在小搖擺周期內(nèi),沸騰換熱系數(shù)的變化曲線接近于正弦或者余弦。建立窄矩形通道環(huán)狀流模型的動量、質(zhì)量方程,對環(huán)狀流區(qū)域內(nèi)的壓降梯度和沸騰換熱系數(shù)進(jìn)行預(yù)測,結(jié)果表明環(huán)狀流模型的計算預(yù)測值與實驗值的差別在±30%以內(nèi),平均絕對誤差為19.6%。窄矩形通道環(huán)狀流區(qū)域液膜的厚度隨著軸向距離的增加而減小,液膜厚度變化的梯度隨著軸向距離的增加而增加,同時熱流密度和矩形通道的高度對液膜厚度的影響比較大。矩形通道環(huán)狀流液膜內(nèi)流速的分布是非線性的,隨著熱流密度的增加、質(zhì)量流速以及矩形通道高度和寬度的減小液膜內(nèi)的流速逐漸增加,當(dāng)矩形通道的寬高比達(dá)到一定程度時液膜內(nèi)流速的分布基本呈線性關(guān)系。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2014
【中圖分類】：TL331
【部分圖文】：

，值偏差很大，在實驗之前用霍爾電流傳感器／?＝?５０００?ｘ?（０．０００１６３２２８／，？，?＋?０．００２９８）Ｐ?＝?ＵＩ，／＿為電流顯示值，ｆ／為電壓值。??計算??矩形實驗段熱電偶ＴＶＴ７測量的溫度都是外要用到內(nèi)壁面溫度，所以要根據(jù)外壁面的溫對窄矩形實驗段進(jìn)行加熱，相當(dāng)于在實驗段可以看作是一個矩形平板，所以可以用具有行求解。??午??

第３章實驗數(shù)據(jù)處理及系統(tǒng)驗證??對于窄矩形通道而言，Ｓｈａｈ和ＬｏｎｃｋＷ２６１提出了用于計算窄矩形通道內(nèi)層流區(qū)域摩??擦阻力系數(shù)的經(jīng)驗關(guān)系式：??Ａ?＝９６（ｌ－１．３５５３ａ?＋?１．９４６７ａ２?－１．７０１２ａ３?＋?０．９５６４ａ４?－０．２５３７ａ５）／＾?（３－１２）??式中：ａ為窄矩形通道的高寬比。??在紊流充分發(fā)展區(qū)域，即雷諾數(shù)在３０００－１０５范圍內(nèi)，用Ｂｌａｓｉｕｓ關(guān)系式來驗證紊流??區(qū)域的摩擦阻力系數(shù)：??Ａ?＝?０．３１６４?及?ｅ＿０?２５?（３－１３）??窄矩形通道摩擦阻力系數(shù)的實驗值與公式（３－１２）和（３－１３）的計算值示于圖２．?５，從圖??中可以看出在層流和紊流的充分發(fā)展區(qū)域，實驗值和經(jīng)驗公式的計算值符合得很好。??０．０９??■實驗值?ＢＱ?■??

，風(fēng)浪的作用而產(chǎn)生的搖擺運動。在本實驗中，主要研宄在不同的搖工況下，流體參數(shù)的變化規(guī)律以及沸騰換熱系數(shù)的變化規(guī)律。??運動下流體參數(shù)的變化規(guī)律??運動下流體的受力分析??處于靜止的實驗段中，會受到重力、摩擦力和沸騰區(qū)域的加速力，是流體壓降的變化，對應(yīng)的壓降分別為重位壓降、摩擦壓降和加速實驗回路中的流體除了受到重力、摩擦力和加速力的作用外，還有慣性力，附加慣性力包括科氏力巧、慣性切向力Ｇ、慣性法向力的受力示意圖示于圖４．１，實驗段繞著轉(zhuǎn)軸０轉(zhuǎn)動，與重力、加速速度分別是重力加速度ｇ、沸騰產(chǎn)生的加速度＋和附加慣性加速度加速度分解為科氏加速度＋，慣性切向加速度ａ，和慣性法向加速度度，為實驗段距離轉(zhuǎn)軸〇的距離，ｒ為轉(zhuǎn)軸到流體質(zhì)點的距離。??
【引證文獻(xiàn)】

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1 謝飛;宋振國;劉建軍;任煥;彭亮;;穩(wěn)態(tài)工況下窄矩形通道內(nèi)單相流體的傳熱特性研究[J];中國水運(下半月);2018年01期

本文編號：2872844