微尺度流動與傳熱基本規(guī)律的研究.pdf

1、本文分別以去離子水和甲醇為工質(zhì),針對單微通道和多微通道,對微尺度流動和傳熱進行了研究,揭示其基本規(guī)律.對并聯(lián)矩形微槽道的單相流動和傳熱研究表明:實驗結(jié)果與常規(guī)尺寸下的傳統(tǒng)理論預(yù)測值存在明顯的差異,微槽道的fRe實驗值高于傳統(tǒng)理論預(yù)測值,并且隨Re數(shù)的增加而增大,換熱系數(shù)則明顯小于傳統(tǒng)理論預(yù)測值,也隨Re數(shù)的增大而增大,在熱阻相同的情況下,提高工質(zhì)的入口溫度或增大熱負荷可以減小實驗段壓降,同時也給出了層流區(qū)的流動阻力計算關(guān)系式和傳熱計算關(guān)

2、系式.對單微通道的臨界熱流密度研究表明:微通道中發(fā)生的臨界熱流密度現(xiàn)象不同于常規(guī)通道,其產(chǎn)生的原因是由于微通道的蒸汽阻塞.在達到臨界熱流密度之前,微通道中的流動和傳熱主要是周期性的過冷流動沸騰,從微通道逸出的汽泡和進入微通道的液體反復(fù)交替沖刷微通道,一旦達到臨界熱流密度,微通道中的流動和傳熱是蒸汽周期性逸出的過程,出口溫度與壓差信號總是一一對應(yīng)且反相,這樣的過程一直持續(xù)到過熱蒸汽的出現(xiàn),直到整個微通道被過熱蒸汽阻塞.給出了新的微通道臨界

3、熱流密度計算關(guān)系式.對單微通道的不穩(wěn)定性研究表明:在高熱流密度下發(fā)現(xiàn)了兩種類型的流動不穩(wěn)定現(xiàn).對多微通道的不穩(wěn)定性進行了可視化實驗觀察:發(fā)現(xiàn)流動不穩(wěn)定性起始點(OFI)存在于工質(zhì)出口溫度為93~96℃的條件下,略低于實驗段出口壓力下對應(yīng)的飽和溫度,微槽道的出口處觀察到有小汽泡的存在,流過微槽道后在出口聯(lián)箱處形成一個較大的圓形汽泡,一旦質(zhì)量流速低于不穩(wěn)定起始點對應(yīng)的質(zhì)量流速,會出現(xiàn)三種類型的脈動現(xiàn)象:大幅度/長周期脈動,小幅度/短周期脈動