微通道內(nèi)氣液兩相流對(duì)流換熱實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值計(jì)算.pdf

1、微通道內(nèi)沸騰換熱是近年來(lái)工程熱物理學(xué)科的研究熱點(diǎn)之一,由于其具有良好的換熱特性,現(xiàn)在越來(lái)越多地被應(yīng)用于高熱流密度電子系統(tǒng)的冷卻散熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)之中。但是,目前對(duì)于微通道內(nèi)流體流動(dòng)沸騰換熱的研究工作還不夠完整和徹底,為了為微型機(jī)電系統(tǒng)的高效散熱器的設(shè)計(jì)提供理論指示和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),還需要進(jìn)一步地探索和展開(kāi)相關(guān)研究。
　　 本文的主要研究?jī)?nèi)容是當(dāng)不同工質(zhì)在不同的流量和加熱條件下流經(jīng)微通道被加熱至沸騰時(shí),形成氣液兩相流之后的流動(dòng)狀態(tài)與換熱特性。

2、主要研究?jī)?nèi)容包括：⑴設(shè)計(jì)并組裝完成了一套氣液兩相流沸騰換熱流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置,進(jìn)行了微通道內(nèi)氣液兩相流流動(dòng)的沸騰換熱實(shí)驗(yàn);通過(guò)測(cè)量流量、加熱電壓和溫度等數(shù)據(jù)并進(jìn)行計(jì)算,給出了微通道內(nèi)的壁溫、熱流密度、起沸點(diǎn)、干度和對(duì)流換熱系數(shù)等參數(shù);分析比較了各種不同的工質(zhì)、加熱電壓和流量情況下的參數(shù)變化規(guī)律；⑵對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析表明,對(duì)流換熱系數(shù)隨干度和熱流密度的增大而減小,相同條件下,水的沸騰換熱特性優(yōu)于乙醇；⑶以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),建立了微通道內(nèi)氣液兩相流流動(dòng)

3、的物理模型并劃分網(wǎng)格;使用Fluent數(shù)值模擬軟件,結(jié)合UDF對(duì)沸騰換熱過(guò)程進(jìn)行了仿真計(jì)算,并通過(guò)將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較,表明了數(shù)值模擬時(shí)所使用的數(shù)學(xué)模型適合于微通道內(nèi)的沸騰流動(dòng)的計(jì)算;對(duì)微通道內(nèi)不同截面的流型進(jìn)行了仿真分析,首次發(fā)現(xiàn)了楔形流,證實(shí)了泡狀流和環(huán)狀流的存在；⑷改變了微通道的幾何形狀,并且使用了水、乙醇、苯以及甲苯作為工質(zhì),對(duì)不同結(jié)構(gòu)的微通道內(nèi)沸騰流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值仿真,得出了不同長(zhǎng)寬比微通道內(nèi)流型流態(tài)的變化規(guī)律,并且將這些流