在傳熱學(xué)領(lǐng)域中,散熱是能源動力、生物化工、軍工、核能等諸多行業(yè)需要解決的問題。利用微細(xì)通道散熱是解決高熱流密度問題的重要方法。由于微細(xì)通道傳熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制和高熱流密度散熱要求,傳統(tǒng)單一的強(qiáng)化傳熱技術(shù)無法完全滿足當(dāng)前所有設(shè)備的散熱需求,所以有必要將有源強(qiáng)化傳熱技術(shù)應(yīng)用于微細(xì)通道換熱器中。由于傳熱特性與流型密切相關(guān),因此本文利用視頻圖像檢測技術(shù)和人工智能技術(shù)深入地研究超聲波作用下矩形微細(xì)通道流動沸騰氣泡行為特性,探究超聲波作用下微細(xì)通道獨特的氣泡受限行為和發(fā)生機(jī)理。主要研究內(nèi)容如下:(1)研究超聲波作用下矩形微細(xì)通道內(nèi)R141b流動沸騰特性,運用高速攝相機(jī)并引入視頻技術(shù)進(jìn)行可視化研究,分析超聲波作用下流動沸騰過程中氣泡生長行為特性,并從力學(xué)角度剖析氣泡運動機(jī)理。發(fā)現(xiàn)超聲波作用下會產(chǎn)生更多的小氣泡,加大氣泡合并的機(jī)會,氣泡更容易生長為受限氣泡。此外,超聲波還能導(dǎo)致氣泡的運動行為發(fā)生變化,小氣泡在生長過程中會在壁面間振蕩并跳躍向上運動,其運動速度分為低速和高速兩個階段。(2)對超聲波作用下單一流動沸騰氣泡持續(xù)生長成為受限及拉長氣泡的過程進(jìn)行了研究,利用圖像測量技術(shù)計算氣泡的直徑與通道寬比和氣...

【文章頁數(shù)】：175 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1聲壓強(qiáng)化傳熱[11]

諞徽灤髀?3引發(fā)流體流動[9]。研究者對聲壓強(qiáng)化傳熱進(jìn)行了研究，探究聲壓在流動沸騰的傳熱機(jī)理。Laemlich和Hwu[10]在雷諾數(shù)為560~5900條件下，實驗研究了超聲波波動對強(qiáng)化傳熱影響，實驗結(jié)果表明超聲波波動對換熱效果可達(dá)到51%。他們認(rèn)為超聲波強(qiáng)化傳熱原因有兩個方面：....

圖1-2雙管換熱器示意圖

士學(xué)位論文4近時強(qiáng)化傳熱效果最佳，強(qiáng)化率提高了390%。Rahimi等[18]采用頻率為1.7MHz的超聲波，實驗研究換能器安裝在容器不同位置對傳熱參數(shù)的影響，研究發(fā)現(xiàn)容器壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)要高于容器底部的傳熱系數(shù)。Tam等[19]在長為1350mm、內(nèi)外徑分別為4mm和6mm的水平不....

圖1-3聲波空化在液體示意圖[25]

第一章緒論5加超聲波頻率為40kHz，聲強(qiáng)為0.5W/cm2，研究超聲波提高金屬絲振動產(chǎn)生空化對池沸騰強(qiáng)化傳熱影響，實驗借助可視化圖像分析了聲場作用下氣泡動力學(xué)，研究發(fā)現(xiàn)施加超聲波金屬絲溫度隨金屬絲直徑變化，金屬絲上氣泡數(shù)量明顯增多，金屬絲直徑200μm傳熱效果最好。圖1-3聲波....

圖1-4超聲波研究領(lǐng)域百分比[35]

華南理工大學(xué)博士學(xué)位論文6率對沸騰傳熱影響，研究結(jié)果表明超聲波頻率為21kHz聲壓分布不均勻，超聲波聲強(qiáng)從30W/cm2增加到90W/cm2過程中傳熱系數(shù)不斷增大，傳熱系數(shù)最大提高了17.85%。Legay等[35]通過對62篇近期文獻(xiàn)統(tǒng)計分析，總結(jié)了超聲波在各領(lǐng)域研究現(xiàn)狀，超聲....

本文編號：3937985