集成式微通道換熱器理論和實驗研究.pdf

1、相對于常規(guī)換熱器而言，微通道換熱器具有體積小及換熱系數(shù)大的特點，因此成為近年來國內(nèi)外的研究熱點，除了在民用領(lǐng)域，在航空航天領(lǐng)域，隨著系統(tǒng)熱負荷逐年增加，尺寸和重量的限制越來越嚴，其可望成為未來主流的換熱設(shè)備之一。
　　本文首先綜述國內(nèi)外微尺度換熱器換熱及蓄熱研究進展，進而提出一種新型的集成式微通道換熱器，并對集成式微通道換熱器的流動換熱和蓄熱性能進行了理論和實驗研究。所開展的具體工作和取得的主要研究成果有：
　　1.對微通道

2、單元水-丙二醇流動換熱進行了數(shù)學(xué)建模與理論分析，采用CFD方法分析了流動阻力、換熱能力與水流量之間的關(guān)系。結(jié)果顯示，集成式微通道換熱器換熱系數(shù)隨流量增加，但是進出口壓降也急劇增大。
　　2.建立了水-石蠟微通道蓄熱單元和同心套管蓄熱單元的二維物理模型，采用CFD方法研究了相變材料的溫度及液相率隨蓄熱/放熱時間變化。結(jié)果表明，與同心套管蓄熱單元相比，微通道蓄熱單元蓄熱和放熱過程穩(wěn)定，蓄熱/放熱速率快，且水與石蠟的溫差極小。
　

3、　3.搭建流動換熱特性實驗臺架，進行了水-水的換熱實驗，繪制了壓力降、溫度等隨流量的變化曲線，與數(shù)值模擬結(jié)果對比顯示，層流區(qū)流動換熱的實驗結(jié)果與數(shù)值模擬能較好吻合，在滿足壓力損失條件下，集成式微通道換熱器換熱能力遠高于普通換熱器。
　　4.在流動換熱特性實驗臺架基礎(chǔ)上，搭建了集成式微通道換熱器蓄熱實驗臺架，開展了水-石蠟的蓄熱實驗，并繪制了溫度隨時間的變化曲線，與數(shù)值模擬結(jié)果對比顯示，在集成式微通道蓄熱器中，相變材料和水的溫度幾乎