微通道內(nèi)氣液兩相流對流換熱實驗研究及數(shù)值計算.pdf

1、微通道內(nèi)沸騰換熱是近年來工程熱物理學科的研究熱點之一,由于其具有良好的換熱特性,現(xiàn)在越來越多地被應用于高熱流密度電子系統(tǒng)的冷卻散熱系統(tǒng)設計之中。但是,目前對于微通道內(nèi)流體流動沸騰換熱的研究工作還不夠完整和徹底,為了為微型機電系統(tǒng)的高效散熱器的設計提供理論指示和實踐經(jīng)驗,還需要進一步地探索和展開相關研究。
　　 本文的主要研究內(nèi)容是當不同工質(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,形成氣液兩相流之后的流動狀態(tài)與換熱特性。

2、主要研究內(nèi)容包括：⑴設計并組裝完成了一套氣液兩相流沸騰換熱流動的實驗裝置,進行了微通道內(nèi)氣液兩相流流動的沸騰換熱實驗;通過測量流量、加熱電壓和溫度等數(shù)據(jù)并進行計算,給出了微通道內(nèi)的壁溫、熱流密度、起沸點、干度和對流換熱系數(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對實驗結(jié)果的分析表明,對流換熱系數(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以實驗為基礎,建立了微通道內(nèi)氣液兩相流流動

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對沸騰換熱過程進行了仿真計算,并通過將計算結(jié)果與實驗結(jié)果相比較,表明了數(shù)值模擬時所使用的數(shù)學模型適合于微通道內(nèi)的沸騰流動的計算;對微通道內(nèi)不同截面的流型進行了仿真分析,首次發(fā)現(xiàn)了楔形流,證實了泡狀流和環(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),對不同結(jié)構(gòu)的微通道內(nèi)沸騰流動進行數(shù)值仿真,得出了不同長寬比微通道內(nèi)流型流態(tài)的變化規(guī)律,并且將這些流