搖擺運動下窄矩形通道內沸騰換熱特性實驗研究.pdf

1、本文以去離子水為工質,采用雙面加熱實驗段對傾斜、豎直靜止與搖擺運動下窄矩形通道內沸騰換熱特性進行了實驗研究和理論分析。
　　通過冷態(tài)阻力特性實驗,驗證了測量儀表、測量參數的可靠性和量程設置的合理性。并獲得了單相沿程摩擦阻力系數,通過與理論值的比較,驗證了實驗裝置可靠性與數據采集系統(tǒng)的準確性。通過熱態(tài)換熱特性實驗,比較了實驗值與Gnielinski理論值,確定了實驗段的散熱量,驗證了溫度測量系統(tǒng)的可靠性。阻力特性實驗和換熱特性實驗為

2、流動沸騰實驗及后續(xù)的數據處理打下了基礎。
　　傾斜與豎直靜止時的系統(tǒng)非常穩(wěn)定,各熱工參數并未發(fā)生波動,當加熱功率較低,實驗通道內的含氣率不高的情況下,搖擺運動下的實驗現象基本和傾斜和豎直靜止時相同,而隨著熱流密度的增加,當實驗通道內的含氣率達到一定程度后,搖擺運動會引起各熱工參數的周期性波動。在相同的實驗工況下,豎直靜止時的沸騰換熱系數總是高于傾斜時的沸騰換熱系數,而對于搖擺條件下沸騰換熱系數,其時均值基本不受搖擺運動的影響,基本

3、與豎直靜止時的一致,但是瞬時沸騰換熱系數的振幅受到搖擺運動的影響,且隨著系統(tǒng)的參數的變化而呈現不同的變化規(guī)律。利用實驗數據對已有沸騰換熱模型進行分析評價,發(fā)現Liu&Winterton與Lee-Lee模型能夠較好的預測實驗結果,而兩者擇大模型Kandilikar和Shah、疊加模型Chen以及增強模型Kenning&Cooper對實驗值預測的誤差較大,通過對實驗數據的分析發(fā)現,窄矩形通道內的沸騰換熱是受核態(tài)沸騰和對流蒸發(fā)共同影響,基于考

4、慮兩種影響的Liu&Winterton模型,對強化因子進行了修正,修正后的實驗關聯(lián)式能夠較好的預測實驗結果。
　　搖擺運動對矩形窄通道內時均沸騰換熱系數影響較小,而對瞬時沸騰換熱系數的波動幅度有著明顯的影響。通過分析發(fā)現,搖擺過程中兩相流體中會反復出現冷凝和閃蒸過程,這會引起通道內含氣率的變化,而一定量的含氣率是搖擺引起熱工參數波動的前提條件,計算發(fā)現搖擺引起的慣性力對于沸騰換熱基本沒有影響,搖擺引起回路空間位置的改變才是造成熱工