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具有尾流抽吸的高速微射流沸腾传热强化研究
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作者 陈志豪 刘念 宇高义郎 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2026年第3期233-239,共7页
射流沸腾现象具有高热流密度传热潜力,因此成为冷却技术开发方面的研究热点之一.然而,射流有可能导致沸腾气泡在传热面表面滞留,当前利用重力作用等被动方式清除尾流效果并不理想,制约了沸腾传热能力的进一步提升.为了避免上述问题,本... 射流沸腾现象具有高热流密度传热潜力,因此成为冷却技术开发方面的研究热点之一.然而,射流有可能导致沸腾气泡在传热面表面滞留,当前利用重力作用等被动方式清除尾流效果并不理想,制约了沸腾传热能力的进一步提升.为了避免上述问题,本文利用尾流抽吸方式有效排除沸腾气泡,防止其在传热面附近滞留,最终提升沸腾临界热流密度(CHF).通过建立具有尾流抽吸功能的微射流沸腾实验系统,以水为工质在不同工况下针对微射流沸腾传热特性开展研究,详细分析尾流抽吸强度、射流速度、射流/抽吸距离等参数对微射流沸腾传热的影响.实验结果表明:增加尾流抽吸后微射流沸腾具有明显的传热强化效果.在本文的研究参数范围内,CHF均随着射流速度的增加而增大,射流速度对沸腾传热特性有显著影响;同时,调整射流/抽吸距离会对CHF产生影响.CHF在射流/抽吸距离di=do=1.1 mm条件下比di=do=0.5 mm获得提升.实验中获得的最佳数据如下:在尾流抽吸强度0.65 L/min、射流/抽吸距离1.1 mm条件下,射流速度为3.33 m/s时获得8.60 MW/m^(2)的最高临界热流密度;射流速度2.33 m/s时获得了325 kW/(m^(2)·K)的最佳传热系数. 展开更多
关键词 尾流抽吸 射流沸腾 沸腾传热 临界热流密度 强化传热
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PFA疏水曲面沸腾汽膜输运过程及传热研究
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作者 汪嘉辉 郑毅 马学虎 《高校化学工程学报》 北大核心 2026年第1期33-43,共11页
石油产品是全球必需能源,在全球的需求量日益增大。与此同时,化工厂中液化天然气(LNG)的储存问题也越来越受关注,其中沸腾液体膨胀蒸汽爆炸(BLEVE)是化工厂中最常见的事故,而降低沸腾传热系数(HTC)可有效预防BLEVE事故的发生。相较于亲... 石油产品是全球必需能源,在全球的需求量日益增大。与此同时,化工厂中液化天然气(LNG)的储存问题也越来越受关注,其中沸腾液体膨胀蒸汽爆炸(BLEVE)是化工厂中最常见的事故,而降低沸腾传热系数(HTC)可有效预防BLEVE事故的发生。相较于亲水表面,疏水表面具有疏水亲汽的特性,使汽泡易于在低热通量下连结成膜,降低HTC。基于表面润湿性原理,将化工厂中不同尺寸球罐等比缩小,研究了不同曲率可熔性聚四氟乙烯(PFA)疏水曲面沸腾过程,结合传热数据和可视化图片将其与光滑铜曲面进行对比。研究结果表明:喷涂了PFA疏水涂层的曲面的临界热流密度(CHF)和HTC显著降低,其中曲率为35^(-1)、47^(-1)、80^(-1)、120^(-1)mm^(-1)的4种PFA疏水曲面圆心角0°处最高的HTC相较于光滑曲面分别降低了59.5%、80.7%、61.4%、60.0%。 展开更多
关键词 沸腾液体膨胀蒸汽爆炸 传热系数 临界热流密度 曲面沸腾
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超亲/疏水改性铜基表面沸腾传热特性研究
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作者 吉蔚黄 徐国伟 +5 位作者 陈佳佳 刘松炎 贾向东 傅玉灿 钱宁 戴晨伟 《表面技术》 北大核心 2026年第6期187-198,269,共13页
目的聚焦铜基表面沸腾传热效率提升难题,通过超亲/疏水改性结合微柱结构设计,突破传统平面铜基表面传热局限,探究改性表面沸腾传热特性,为重力热管等设备性能强化提供支撑。方法设计并制备平面与微柱结构两类铜基表面,运用氧化及化学处... 目的聚焦铜基表面沸腾传热效率提升难题,通过超亲/疏水改性结合微柱结构设计,突破传统平面铜基表面传热局限,探究改性表面沸腾传热特性,为重力热管等设备性能强化提供支撑。方法设计并制备平面与微柱结构两类铜基表面,运用氧化及化学处理,构建了多元润湿性表面。搭建可视化池沸腾试验平台,实时监测不同结构与润湿性表面在沸腾过程中的临界热流密度(CHF)、换热系数(HTC)等核心参数;将优化后的改性表面集成于重力热管,设置多种工况,测试热管热阻动态变化,全面解析表面改性对热管传热性能的影响机制。结果微柱结构对沸腾传热的强化效应显著,其临界热流密度较原始平面提升12.5%,最大换热系数增幅达83.5%。润湿性与结构协同作用呈现差异化规律:疏水平面临界热流密度较原始平面提升23.7%;超亲水微柱表面临界热流密度较原始微柱进一步提升28.5%,最大换热系数提升193.6%。在重力热管应用中,充液率4%和12%条件下,改性表面使热管蒸发段热阻最大降幅达40.7%,显著拓宽热管高效传热区间。结论微柱结构与超亲水润湿性协同可强化沸腾传热,降低重力热管蒸发段热阻并提升传热能力。本研究为高热流场景中重力热管的应用提供了试验与理论支撑,后续可深化多元结构及润湿性梯度调控研究以拓展技术边界。 展开更多
关键词 润湿性 表面改性 沸腾 沸腾传热 微柱结构 重力热管
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R1233zd(E)在非等宽并联微通道内的流动沸腾传热实验研究
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作者 蔡华宇 方奕栋 +1 位作者 卢娣 蒋陈涵 《制冷学报》 北大核心 2026年第2期95-102,共8页
对R1233zd(E)在等宽和非等宽并联微通道内的过冷流动沸腾进行了实验研究,在不同过冷度、质量通量及热流密度条件下对比分析了2种通道结构的传热特性。实验结果表明:非等宽并联微通道中核态沸腾的起始(ONB)更早,并且可以保持较低的壁温... 对R1233zd(E)在等宽和非等宽并联微通道内的过冷流动沸腾进行了实验研究,在不同过冷度、质量通量及热流密度条件下对比分析了2种通道结构的传热特性。实验结果表明:非等宽并联微通道中核态沸腾的起始(ONB)更早,并且可以保持较低的壁温。质量流量为1263 kg(/m^(2)·s)时,非等宽并联微通道的壁面过热度比等宽并联微通道低3.2℃。同时,非等宽并联微通道的整体传热性能更优越。当热流密度为150 kW/m^(2)时,非等宽并联微通道的传热系数(HTC)比等宽并联微通道增加了30%~50%。此外,非等宽并联微通道的两相压降高于等宽并联微通道,最大增幅为61%。 展开更多
关键词 过冷流动沸腾 并联微通道 沸腾传热 传热特性
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改性表面开放式微小通道R454B-POE混合物流动沸腾特性
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作者 王启帆 李婧 +3 位作者 苏丹丹 党超镔 李敏霞 田华 《化工进展》 北大核心 2026年第3期1269-1284,共16页
以低全球变暖潜能值(GWP)非共沸制冷剂R454B为研究对象,结合表面改性和开放式微小通道传热技术,以增强非共沸制冷剂-润滑油混合物流动沸腾传热为核心,探讨其在不同改性表面开放式微小通道的流动沸腾特性,阐明表面改性和润滑油质量分数(O... 以低全球变暖潜能值(GWP)非共沸制冷剂R454B为研究对象,结合表面改性和开放式微小通道传热技术,以增强非共沸制冷剂-润滑油混合物流动沸腾传热为核心,探讨其在不同改性表面开放式微小通道的流动沸腾特性,阐明表面改性和润滑油质量分数(OMF)对R454B-多元醇酯(POE)混合物流动沸腾性能的协同作用机制。所使用的改性表面分别为机械加工表面、激光加工表面、氧化刻蚀表面和低表面能物质修饰表面。结果表明,对于任何表面,润滑油的加入对R454B的传热性能始终起到削弱作用,传热系数(HTC)下降幅度随OMF增加而增大。随着OMF增加,摩擦压降(ΔP)逐渐增大。与光滑表面相比,机械加工表面可有效提升HTC,但会同时增大ΔP。与机械加工表面相比,激光加工表面可进一步提升HTC,但会进一步增大ΔP。与激光加工表面相比,氧化刻蚀表面不仅不利于HTC提升,还会显著增大ΔP。与氧化刻蚀表面相比,低表面能物质修饰表面能够改善HTC并降低ΔP。这一现象主要归因于低表面能物质修饰表面具有优异的疏油特性,能够有效抑制润滑油在表面微纳结构中的滞留和聚集,从而降低润滑油对传热和压降的负面影响。性能指标(定义为改性表面的传热增强与流动阻力增加的比值)由高到低依次为:激光加工表面、机械加工表面、低表面能物质修饰表面和氧化刻蚀表面。本文研究结果以期为非共沸制冷剂-润滑油混合物在改性表面开放式微小通道中的应用提供基础数据和理论支持。 展开更多
关键词 二元混合物 传热 气液两相流 改性表面 开放式微小通道 润滑油 流动沸腾
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基于CFD-DEM的切喷形式沸腾混合机工艺参数优化及饲料颗粒混合过程模拟
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作者 田相雨 孟兆新 +1 位作者 王孟刚 沙宇峰 《饲料工业》 北大核心 2026年第6期15-22,共8页
试验旨在研究优化后的新型气力式混合设备的仿真结果和生产价值。通过计算流体动力学(CFD)和离散单元法(DEM)的耦合模拟,研究了切喷式沸腾混合机中的颗粒行为和混合效果。文章重点分析了鱼鳞板在优化气流分布和增强湍流强度方面的作用... 试验旨在研究优化后的新型气力式混合设备的仿真结果和生产价值。通过计算流体动力学(CFD)和离散单元法(DEM)的耦合模拟,研究了切喷式沸腾混合机中的颗粒行为和混合效果。文章重点分析了鱼鳞板在优化气流分布和增强湍流强度方面的作用。结果表明:鱼鳞孔在开口宽度为21 mm、高度为3.0 mm、开孔率在8.4%时,设备内部混合流场最佳,优化后的切喷式沸腾混合机在较大程度减少颗粒混合死区,以提升混合动力学行为,可以在短时间内将混合均匀度提升至80%以上。 展开更多
关键词 沸腾混合机 CFD-DEM耦合模拟 鱼鳞板 切喷风口 饲料颗粒
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出口节流管道液氧激冷过程的沸腾转换特性
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作者 秦文静 张家奇 +1 位作者 陈厚伶 陈兰伟 《国防科技大学学报》 北大核心 2026年第1期58-68,共11页
为研究液体火箭发动机主阀下游的管道-喷注器部件液氧激冷过程,将该部件简化为出口节流管道,开展了高(3750 kg·m^(-2)·s^(-1))、低(1800 kg·m^(-2)·s^(-1))两个质量通量的试验。根据试验结果,绘制了激冷过程中管内... 为研究液体火箭发动机主阀下游的管道-喷注器部件液氧激冷过程,将该部件简化为出口节流管道,开展了高(3750 kg·m^(-2)·s^(-1))、低(1800 kg·m^(-2)·s^(-1))两个质量通量的试验。根据试验结果,绘制了激冷过程中管内流体的流型发展图并进行分析,还开展了对莱顿弗罗斯特点对流传热系数(h_(LFP))的拟合。得到如下结论:管内液体再润湿包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种模式,分别受端部润湿面(入口和出口润湿面)、中部润湿面和液体高压充填控制;试验工况下管道前1/4段的再润湿始终为模式Ⅰ;管道中后段的再润湿模式随压强增大发生改变,压强小于1.181 MPa时为Ⅰ或Ⅱ,压强大于等于1.181 MPa时,低流量下转为Ⅰ、高流量下转为Ⅲ;使用半经验公式拟合0.15 m、0.30 m截面上4个测点的h_(LFP),误差小于34.2%。 展开更多
关键词 低温推进剂 管道激冷 气液两相流 沸腾转换
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非对称锯齿型微通道结构流动沸腾传热的模拟研究
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作者 徐朗滔 崔硕 +1 位作者 唐大伟 马佳萱 《化工学报》 北大核心 2026年第1期448-458,共11页
微通道流动沸腾换热因其高相变潜热、高比表面积和良好的热适应性,已成为解决高热通量散热的关键技术。然而,微通道中复杂的相变过程中易出现传热不稳定、局部干涸和临界热通量(CHF)难以提升等问题。本文提出一种新型非对称锯齿型微通... 微通道流动沸腾换热因其高相变潜热、高比表面积和良好的热适应性,已成为解决高热通量散热的关键技术。然而,微通道中复杂的相变过程中易出现传热不稳定、局部干涸和临界热通量(CHF)难以提升等问题。本文提出一种新型非对称锯齿型微通道结构,独特的凹槽设计能够在气相比例增加的同时维持流动沸腾的稳定性。模拟结果表明,微结构诱发的涡流和高剪切力可有效破碎大气泡,抑制气泡合并,促进气液分离,显著提升沸腾均匀性和换热效率。相较于传统直管通道,非对称锯齿型结构能更加显著增强气泡生成、优化流型分布、抑制局部干涸。同时,该结构还能降低壁面温差和压降,减缓温度升高速率,实现更高的热通量和更稳定的热管理效果。因此,非对称锯齿型微通道通过优化结构、气泡动力学调控与流动再分布,展现出优异的强化传热潜力与良好的工程应用前景,为高热通量条件下的微尺度散热系统设计提供新的解决思路。 展开更多
关键词 非对称锯齿型微通道 流动沸腾不稳定性 换热特性 数值模拟 气液两相流 相变
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基于分子动力学的多孔结构微观沸腾传热性能研究
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作者 邓炜 邹之全 +4 位作者 吴子翔 吴迪 刘紫静 赵鹏程 于涛 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第10期2250-2261,共12页
随着表面加工技术的发展,微纳多孔结构成为沸腾传热领域一个重要的研究对象。为了有针对性地对比分析孔隙材料本征润湿性与多孔结构对固-液界面传热传质的影响,采用分子动力学方法对比研究了纳米泡沫多孔结构与纳米网格多孔结构的微观... 随着表面加工技术的发展,微纳多孔结构成为沸腾传热领域一个重要的研究对象。为了有针对性地对比分析孔隙材料本征润湿性与多孔结构对固-液界面传热传质的影响,采用分子动力学方法对比研究了纳米泡沫多孔结构与纳米网格多孔结构的微观芯吸过程与沸腾过程。在多孔结构不变的条件下,设置了亲水、中性、疏水3种固体本征润湿性。研究发现,更亲水的本征润湿性可以增强毛细作用和持水能力,合理的多孔结构则可以增强渗透作用和增加有效传热面积。两者达到设计平衡时,亲水网格多孔结构的芯吸饱和速度比其余案例快5.6倍以上,亲水泡沫多孔结构的热通量则比其余案例高21%以上。 展开更多
关键词 微观沸腾传热 分子动力学模拟 多孔结构 强化沸腾传热
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弯曲表面核沸腾气泡特性与传热研究
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作者 汪嘉辉 刘旭 +2 位作者 张楠 郑毅 马学虎 《化工学报》 北大核心 2025年第12期6257-6267,共11页
随着工业的发展,液化石油气储存的安全问题越来越重要。油气球形储罐泄漏以沸腾液体膨胀蒸汽爆炸(BLEVE)为主,严重影响着工作人员的安全。因此研究不同曲率曲面沸腾过程,快速降低传热系数(HTC)十分关键。研究了四种不同曲率曲面对沸腾... 随着工业的发展,液化石油气储存的安全问题越来越重要。油气球形储罐泄漏以沸腾液体膨胀蒸汽爆炸(BLEVE)为主,严重影响着工作人员的安全。因此研究不同曲率曲面沸腾过程,快速降低传热系数(HTC)十分关键。研究了四种不同曲率曲面对沸腾的影响,并对气泡的传热特性和动力学进行讨论。研究结果表明,除了曲率为47^(-1) mm^(-1)的表面,其余表面传热系数随着曲率的增大不断增大。相较于平面沸腾,曲面沸腾实现了气泡的定向输运,加快了表面气泡的更新速率,从而提高了沸腾过程中的临界热通量(CHF)和传热系数,其中曲率为47^(-1) mm^(-1)的曲面圆心角0°处CHF最高,为138.8 W/cm^(2),相较于光滑平表面升高了26.2%,其对应的表面温度为111.4℃。 展开更多
关键词 沸腾液体膨胀蒸汽爆炸 传热 曲面沸腾 气泡 动力学
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不同压力环境下多孔结构表面沸腾换热特性研究
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作者 曾定友 李子安 +1 位作者 侯雄坡 齐宝金 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第12期161-171,共11页
为探究高压环境下多孔结构表面的压力、结构与材料对沸腾换热的影响,以去离子水为工质,通过沸腾除气消除工质中不凝气的干扰,在3~10 MPa高压范围内开展多工况对比实验,测试304不锈钢、20碳钢材料的光滑表面与多孔结构表面的壁面过热度... 为探究高压环境下多孔结构表面的压力、结构与材料对沸腾换热的影响,以去离子水为工质,通过沸腾除气消除工质中不凝气的干扰,在3~10 MPa高压范围内开展多工况对比实验,测试304不锈钢、20碳钢材料的光滑表面与多孔结构表面的壁面过热度和换热系数,结合沸腾气泡行为与表面特性分析换热性能的变化规律。实验结果表明:多孔结构表面在高压下呈现与光滑表面相反的换热特性,当热流密度较高(55 kW/m^(2))时,压力从3 MPa升至10 MPa,多孔表面过热度增加0.7 K、换热系数下降27.3%,而光滑表面过热度降低0.7 K、换热系数提升28.6%;多孔结构较光滑表面显著强化换热,热流密度15~60 kW/m 2时,过热度降低1.2~1.3 K,换热系数强化比可达1.15~2.20;与304不锈钢相比,20碳钢热导率更高可使过热度最大降低0.5 K、换热系数提升9.7%,但20碳钢在高温水环境中易发生锈蚀,导致换热性能恶化。研究可为高压沸腾换热性能强化提供实验数据基础。 展开更多
关键词 高压 沸腾 沸腾换热特性 烧结型多孔表面
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采用底部供液强化低液位沸腾传热的仿真研究
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作者 张愿男 张毓翔 +3 位作者 肖杨 李嘉华 钟达文 陈林 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期116-125,共10页
新型薄液膜沸腾采用独特的底部供液方式,能够实现超过1000 W/cm^(2)的超高热流密度,具有应用于芯片散热等领域的巨大潜力。受到薄液膜沸腾启发,建立了采用底部供液的低液位沸腾传热的仿真模型,模拟研究了液位高度和供液流速对沸腾传热... 新型薄液膜沸腾采用独特的底部供液方式,能够实现超过1000 W/cm^(2)的超高热流密度,具有应用于芯片散热等领域的巨大潜力。受到薄液膜沸腾启发,建立了采用底部供液的低液位沸腾传热的仿真模型,模拟研究了液位高度和供液流速对沸腾传热的影响规律,运用场协同原理分析了底部供液强化低液位沸腾传热的内在机理。计算结果表明:(1)底部供液的冷流体冲破汽泡大幅增强了对流传热;(2)冷流体扰动过热流体层,润湿传热表面,增强了微液层的蒸发强度;(3)底部供液和低液位沸腾实现了汽泡脱离路径和冷却液润湿路径相分离,大大延缓Helmholtz不稳定性现象的出现;(4)随着底部供液流速的增加以及液位高度的降低,低液位沸腾换热性能得到明显增强。 展开更多
关键词 薄液膜沸腾 底部供液 低液位沸腾 强化传热
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内部沸腾法提取猴头菇麦角硫因工艺优化及其体外抗氧化和美白评价
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作者 李家磊 高扬 +3 位作者 严松 陈凯新 张晓磊 卢淑雯 《粮食与油脂》 北大核心 2025年第11期138-144,共7页
采用内部沸腾法提取猴头菇麦角硫因,运用单因素试验结合响应面法对提取工艺进行优化,并在此基础上,对最优工艺参数提取的猴头菇麦角硫因进行体外抗氧化和美白效果评价。结果表明:最优工艺参数为乙醇体积分数30%、提取时间12 min、液料... 采用内部沸腾法提取猴头菇麦角硫因,运用单因素试验结合响应面法对提取工艺进行优化,并在此基础上,对最优工艺参数提取的猴头菇麦角硫因进行体外抗氧化和美白效果评价。结果表明:最优工艺参数为乙醇体积分数30%、提取时间12 min、液料比40∶1(mL/g)、提取温度88℃,在此条件下麦角硫因得率为0.0497%;体外抗氧化和美白作用试验表明,猴头菇麦角硫因对DPPH自由基和羟基自由基清除率的EC50分别为37.66μg/mL和0.96 mg/mL,猴头菇麦角硫因对酪氨酸酶单酚酶和酪氨酸酶双酚酶活性抑制率的EC50分别为11.31、8.23μg/mL,说明猴头菇麦角硫因具有较好的体外抗氧化和美白效果。 展开更多
关键词 猴头菇 内部沸腾 麦角硫因 提取工艺 抗氧化活性 美白
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肋筋微结构表面沸腾传热特性仿真研究
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作者 邓晰文 徐中华 +3 位作者 邓伟 杞卓玲 雷基林 贾德文 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第10期203-210,共8页
为了满足现代新型装置对增强散热效率、维持长期且稳定运行的要求,采用1种肋筋形的微结构以进一步提高换热表面的沸腾传热性能。针对矩形通道增加了1种凹凸对称的矩形肋筋微结构,采用VOF(Volume-of-Fluid)方法研究了其在二维模型中结构... 为了满足现代新型装置对增强散热效率、维持长期且稳定运行的要求,采用1种肋筋形的微结构以进一步提高换热表面的沸腾传热性能。针对矩形通道增加了1种凹凸对称的矩形肋筋微结构,采用VOF(Volume-of-Fluid)方法研究了其在二维模型中结构尺寸变化与分布情况对流动沸腾传热特性的影响。研究结果表明:在过冷流动沸腾传热中,主要分为两个阶段,前半部分为对流传热阶段,换热曲线趋于直线,后半部分为沸腾传热阶段,换热曲线斜率增大。当肋筋宽度较大时,处于对流传热阶段的换热系数更大,当肋筋宽度较小时,沸腾阶段的传热性能更好,且随着宽度的增大而减小,其中肋筋宽度为0.05 mm时的传热性能最好,相较于原模型最大提高了32.1%。肋筋高度越低在高壁面过热度下传热性能更好,肋筋高度越高在低壁面过热度下传热性能更好;其中肋筋高度为0.05 mm的换热系数相较于原模型最大提升了25.0%。肋筋间距越小,达到沸腾的时间更短,传热性能有较大的提升,肋筋间距增大,气泡间的相互影响减弱,传热性能逐渐下降,但随着肋筋间距进一步的增大,更多的流体流经加热壁面,沸腾传热性能有些许提高。在肋筋间距为1 mm时,沸腾传热系数最佳。研究结果可为肋筋微结构的尺寸及分布情况对强化换热表面的沸腾传热性能提供一定参考。 展开更多
关键词 微结构 沸腾传热 强化传热 数值模拟
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R513A在水平管内沸腾换热及压降特性的实验研究
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作者 张青 黄理浩 +3 位作者 张佳妮 陶乐仁 朱天意 陈建红 《上海理工大学学报》 北大核心 2025年第2期139-147,共9页
全球变暖问题日益严重,制冷行业需要对现有的制冷剂工质进行替换并进一步强化换热器的传热效率。通过实验研究了混合制冷剂R513A在外径分别为9.52、12.70 mm的水平光滑管和内螺纹管内的沸腾换热特性,分析了热流密度、管径、质量流速和... 全球变暖问题日益严重,制冷行业需要对现有的制冷剂工质进行替换并进一步强化换热器的传热效率。通过实验研究了混合制冷剂R513A在外径分别为9.52、12.70 mm的水平光滑管和内螺纹管内的沸腾换热特性,分析了热流密度、管径、质量流速和蒸发温度对传热系数及压降变化的影响机理。结果表明:沸腾传热系数随着热流密度的增大先增大后减小,9.52 mm光滑管内制冷剂扰动更剧烈,其传热系数比12.70 mm光滑管的提高了13.91%~19.77%。与此同时,9.52 mm换热管内的压降为12.70 mm换热管的1.4~3.8倍。管内传热系数随着蒸发温度和质量流速的增加而增大,并且低质量流速时更容易达到局部干涸点,此时沸腾传热系数急剧减小。对预测传热系数的Cooper、Liu-Winterton关联式进行了对比。在干涸发生前,两个关联式皆能较好地预测R513A在水平光滑管内的流动沸腾换热特性;在干涸发生后,Liu-Winterton关联式预测精度更高;干涸前、后平均绝对误差分别为18.53%和28.36%。 展开更多
关键词 R513A 流动沸腾 内螺纹管 传热系数 压降
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近临界条件下二氧化碳自然循环沸腾临界实验研究
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作者 曾成天 周源 +3 位作者 黄彦平 罗乔 田耕源 黄家坚 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第3期513-523,共11页
亚临界侧近临界二氧化碳(CO_(2))由于其饱和气相密度高、潜热低和表面张力极低等物性特点而表现出独特的沸腾传热行为。本文针对近临界条件下二氧化碳开展自然循环沸腾临界传热实验,实验结果表明:在6.8~7.2 MPa的近临界条件下,过冷沸腾... 亚临界侧近临界二氧化碳(CO_(2))由于其饱和气相密度高、潜热低和表面张力极低等物性特点而表现出独特的沸腾传热行为。本文针对近临界条件下二氧化碳开展自然循环沸腾临界传热实验,实验结果表明:在6.8~7.2 MPa的近临界条件下,过冷沸腾条件下增加极小的热流密度(增加量仅0.6 kW/m^(2)),出口侧的壁面温度迅速上升,并且壁面温度飞升不断向进口侧轴向传播。结合主流体处于过冷状态及临界热流密度随着质量流速增加而增加的特点,判断沸腾临界为偏离泡核沸腾(DNB)式沸腾临界。不同边界条件下沸腾临界实验发现,压力和进口过冷度的变化对临界热流密度影响较大。基于近临界物性畸变及DNB式沸腾临界的特性建立了一个理论假说,解释了流固耦合条件下独特气泡行为导致的传热恶化轴向自蔓延现象。 展开更多
关键词 近临界 二氧化碳 沸腾临界 偏离泡核沸腾
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多尺度结构烧结沟槽表面沸腾传热性能
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作者 张喆 纪献兵 +2 位作者 杨聿昊 刘家璇 姚泊丞 《化工进展》 北大核心 2025年第2期669-676,共8页
为解决高热流密度电子元件的散热问题,本文采用不同粒径的铜粉烧结制备了多尺度结构沟槽表面,以FCM-47电子氟化液为工质,结合可视化,研究了多尺度结构对液体补充与汽泡逸出的作用,探寻了铜粉粒径与沟槽结构尺寸对汽泡产生、长大、脱离... 为解决高热流密度电子元件的散热问题,本文采用不同粒径的铜粉烧结制备了多尺度结构沟槽表面,以FCM-47电子氟化液为工质,结合可视化,研究了多尺度结构对液体补充与汽泡逸出的作用,探寻了铜粉粒径与沟槽结构尺寸对汽泡产生、长大、脱离及沸腾传热的影响。结果表明沟槽结构尺寸对沸腾换热有着显著的影响,其中谷部宽度影响着汽泡脱离直径,存在最佳宽度值,脊部高度及沟槽底层厚度的影响是沟槽所能提供的核化点数量、相变传热面积及汽液流动阻力平衡的结果。孔隙的理论分析和沸腾可视化均表明多尺度结构有利于沸腾换热。相较于球状铜粉,枝状铜粉在烧结后形成了具有大小孔径的多尺度结构通道,很好地兼顾了液体补充与汽泡逸出的不同需求,传热性能得到显著提升。其中粒径为150μm的枝状铜粉多尺度表面传热性能显著优于本实验范围内其他表面,在电子氟化液中的换热系数可达46.0kW/(m^(2)·K)。 展开更多
关键词 多尺度 烧结 沟槽结构 沸腾 可视化 传热 相变
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R290小管径管内流动沸腾传热关联式的评价分析
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作者 刘业凤 罗志鹏 +3 位作者 钟海辉 丁民淅 李洁 张华 《化学工程》 北大核心 2025年第11期49-53,共5页
R290作为一种主要替代的环保制冷剂,其在管内流动沸腾换热计算方面的需求日益增长。然而,目前关于R290的管内流动沸腾换热计算关联式的适用性尚不明确。现有的实验数据以及对这些关联式的评价存在较大差异,有些结论甚至相互矛盾,这给选... R290作为一种主要替代的环保制冷剂,其在管内流动沸腾换热计算方面的需求日益增长。然而,目前关于R290的管内流动沸腾换热计算关联式的适用性尚不明确。现有的实验数据以及对这些关联式的评价存在较大差异,有些结论甚至相互矛盾,这给选择合适的计算关联式带来了极大的困扰。为了解决这一问题,文中广泛搜集现有研究中的531组R290管内流动沸腾换热实验数据,并针对目前研究中准确率较高的4个管内沸腾换热关联式进行了评价和分析。通过对这4个关联式的对比分析,确定了误差最小的换热关联式。在此基础上,对该关联式进行了拟合修正,提高其计算精度。经过修正,该换热关联式的平均绝对误差从原来的34.8%降低到23.3%,显著提高了计算结果的准确性。 展开更多
关键词 R290 流动沸腾换热 换热关联式 换热系数
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波形微通道内HFE-7100的流动沸腾换热特性
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作者 王迎慧 龚莹 王耀 《江苏大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期417-423,共7页
为降低受热壁面温度、提升壁温分布均匀性,针对HFE-7100在波形微通道内的流动沸腾换热过程开展数值模拟,分析其结构、加密方式对工质在通道内流动沸腾换热的作用.计算结果表明:微通道全程加密(增大波幅与波距之比,从0.04增至0.08),通道... 为降低受热壁面温度、提升壁温分布均匀性,针对HFE-7100在波形微通道内的流动沸腾换热过程开展数值模拟,分析其结构、加密方式对工质在通道内流动沸腾换热的作用.计算结果表明:微通道全程加密(增大波幅与波距之比,从0.04增至0.08),通道出口段的汽泡等效直径减小,汽液两相的片段环状流得到抑制,但通道进出口压降增幅明显(最大增幅达140.54%);局部加密微通道的上游、中游或下游,均可有效抑制出口段片段环状流的出现,降低受热壁面温度,改善壁温分布均匀性;比较发现,下游局部加密方式降低微通道内的汽泡生长速率更为显著,壁温及分布的调控效果与全程加密方式相当,但进出口压降可减小34.23%.综合分析,微通道下游局部加密方式可以更好地改善波形微通道的流动沸腾换热. 展开更多
关键词 波形微通道 流动沸腾 汽泡 汽液两相流 壁温
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R407C换热器内流动沸腾换热的实验研究和理论分析
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作者 詹国兵 郭浩然 《低温工程》 北大核心 2025年第1期78-86,共9页
研究了微肋管内R407C和R22的流动沸腾换热特性,采用威尔逊图解法对实验数据进行处理,主要分析实验工况、制冷剂物性、微肋管结构等变量的影响。结果表明:制冷剂R407C与R22与换热壁面之间的换热热阻均随热流密度、质流密度、干度、肋片... 研究了微肋管内R407C和R22的流动沸腾换热特性,采用威尔逊图解法对实验数据进行处理,主要分析实验工况、制冷剂物性、微肋管结构等变量的影响。结果表明:制冷剂R407C与R22与换热壁面之间的换热热阻均随热流密度、质流密度、干度、肋片螺旋角等的增加而减小;由于制冷剂气液相密度比的差异性,R22传热系数比与R407C的高约18.5%—21.4%。选用关联式对微肋管内R407C流动沸腾换热特性进行预测评估,并对关联式预测精度随干度、质流密度等的变化趋势进行分析。在所选关联式内,Yu and Koyama关联式表现出最佳预测效果,其平均预测误差在±6.5%以内,且干度、质流密度对其预测精度的影响相近;而对于其它关联式,干度对关联式预测精度的影响比重普遍高于质流密度。 展开更多
关键词 R407C 流动沸腾 干度 质流密度关联式
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