強內熱源球床通道的流動傳熱特性研究.pdf

1、本文研究了強內熱源球床通道內的單相強迫對流換熱特性和沸騰換熱特性。實驗通過在內徑為75mm、高980mm的石英玻璃管內填充滿8mm碳鋼球,通入蒸餾水作為冷卻劑,構建了球床通道,以電磁感應方式對金屬球進行加熱,模擬內熱源。
　　在此模型基礎上,通過對大量實驗數據分析得到了流量、溫度等因素對強內熱源球床通道換熱特性的影響規(guī)律。研究結果表明:雷諾數Re是影響換熱系數的主要因素;入口溫度同樣是一個影響換熱系數的主要因素,較低的入口溫度測得

2、的對流換熱系數相對較高;在低流速階段存在明顯的入口效應,但隨著Re的增加會明顯減弱;隨著加熱功率的增加換熱系數略有降低,特別是在低雷諾數階段,降低幅度只有1％左右。通過大量實驗數據擬合出了無量綱換熱準則關系式,計算值與實驗值的相對誤差在±17%范圍以內。
　　對含內熱源多孔介質通道內的過冷沸騰起始點(ONB)進行了實驗研究,采用壁溫拐點法對其進行確定。實驗在體積流量為0.3m3/h~1.0m3/h,加載功率為5kW~77kW(加載

3、電壓為180V~500V),入口溫度分別為70℃、80℃、85℃的范圍內進行,研究了各參數對ONB的影響規(guī)律。實驗結果表明:隨著熱流密度的增加壁面過熱度會線性增加,但是過冷沸騰發(fā)生以后壁面過熱度的增長變得緩慢甚至是不再增加;雷諾數Re越高,出現ONB所需壁面過熱度越大,表面熱流密度越高,但當流體進入沸騰狀態(tài)后,相應的熱流密度和壁面過熱度的變化不再受雷諾數改變的影響;越靠近實驗段出口,出現ONB所需壁面過熱度越小,表面熱流密度越低;入口溫