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微尺度相变传热的关键问题 被引量:16
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作者 甘云华 徐进良 +1 位作者 周继军 陈勇 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期399-407,共9页
由于航天、信息、生物等高技术的发展,微尺度热物理问题得到了广泛的重视.作为一种非常高效的能量转换方法,微尺度相变传热的研究远未成熟.本文对微尺度相变传热作了较为系统的综述,论述了控制微尺度相变传热的准则数,分析了沸腾起始点... 由于航天、信息、生物等高技术的发展,微尺度热物理问题得到了广泛的重视.作为一种非常高效的能量转换方法,微尺度相变传热的研究远未成熟.本文对微尺度相变传热作了较为系统的综述,论述了控制微尺度相变传热的准则数,分析了沸腾起始点、流型、压降、传热系数、不稳定性、临界热流密度六大关键问题.建议从实验和理论两个方面对微尺度相变传热进行深入的研究,以进一步理解其机理,为微蒸发器的设计、制造及运行提供科学依据和指导. 展开更多
关键词 微尺度 沸腾 相变传热 不稳定性 临界热流密度 多相流
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蓄冷冰球中相变传热过程的数值分析 被引量:4
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作者 张奕 胡洪 +2 位作者 翁雯 刘佳 祝用华 《江苏大学学报(自然科学版)》 EI CAS 北大核心 2009年第1期49-52,共4页
对蓄冷冰球中的相变传热进行分析,建立传热的数值方程.试验测量冰球中心的温度曲线,该曲线计算和试验结果的对比表明,文中的数值方法可以对冰球中的相变传热过程进行准确计算.计算结果亦反映出,直径100 mm冰球完全相变所需时间约为50 m... 对蓄冷冰球中的相变传热进行分析,建立传热的数值方程.试验测量冰球中心的温度曲线,该曲线计算和试验结果的对比表明,文中的数值方法可以对冰球中的相变传热过程进行准确计算.计算结果亦反映出,直径100 mm冰球完全相变所需时间约为50 mm冰球的2.4倍.球壳和传热流体的对流传热系数较小时,增加对流传热系数对提高相变速率有显著影响.冰球相变所需时间和相变材料的初温呈线性关系,传热流体温度接近相变温度时,传热流体温度变化对相变时间有显著影响.计算结果可用于指导蓄冷冰球的传热参数设计. 展开更多
关键词 蓄冷 凝固 熔化 相变传热 数值计算
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多孔介质中的相变传热特性及其在建筑物节能中的应用 被引量:6
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作者 黄晓明 刘伟 +1 位作者 朱光明 王崇琦 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期615-621,共7页
将非饱和多孔介质应用于建筑节能 ,使低品位、低密度的太阳能通过工质的相变得以利用 ,对实现建筑物的采暖具有应用价值。通过对非饱和多孔材料内的二维流场、温度场以及蒸发量场的数值计算 ,分析了两端开口的圆柱环型多孔腔内非饱和多... 将非饱和多孔介质应用于建筑节能 ,使低品位、低密度的太阳能通过工质的相变得以利用 ,对实现建筑物的采暖具有应用价值。通过对非饱和多孔材料内的二维流场、温度场以及蒸发量场的数值计算 ,分析了两端开口的圆柱环型多孔腔内非饱和多孔介质的传热传质特性 。 展开更多
关键词 多孔介质 相变传热 建筑物节能 太阳能利用 环型圆柱 非饱和 数值模拟
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热虹吸管相变传热行为CFD模拟 被引量:6
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作者 王啸远 朱跃钊 +2 位作者 陈海军 王银峰 范红途 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1391-1397,共7页
基于VOF模型和改进的相变模型对热虹吸管稳态相变传热过程进行CFD模拟,根据温度分布实验数据和可视化实验进行验证,并分析充液率对热管蒸发-冷凝传热行为的影响。研究结果表明:CFD模型能够较准确地描述热管工质的蒸发和冷凝过程,模拟得... 基于VOF模型和改进的相变模型对热虹吸管稳态相变传热过程进行CFD模拟,根据温度分布实验数据和可视化实验进行验证,并分析充液率对热管蒸发-冷凝传热行为的影响。研究结果表明:CFD模型能够较准确地描述热管工质的蒸发和冷凝过程,模拟得到热管各段均温的最大偏差为10.2 K,相对误差2.9%,采用改进的相变模型,温度分布模拟值与实验值一致性更好;模拟得到蒸发段工质流型转变过程与可视化实验定性相符;热管冷凝段以膜状冷凝传热为主,充液率的改变对其影响不大,充液率主要影响蒸发段的传热行为,进而影响热管的传热性能。该工作有助于对热管运行机理的理解,并为其CFD模拟提供指导。 展开更多
关键词 热虹吸管 相变传热 CFD 可视化
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停输管道含蜡原油相变传热研究进展 被引量:5
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作者 徐颖 王慧军 +2 位作者 刘扬 成庆林 刘晓燕 《东北石油大学学报》 CAS 北大核心 2020年第5期116-122,I0008,共8页
准确描述含蜡原油相变过程中涉及的复杂传热问题是储运领域研究的核心技术之一。介绍停输管道含蜡原油相变传热研究进展,从传热实验及传热模型两方面,总结停输管道相变传热研究历程,分析实验类型及主要作用;根据分区不同,归纳相变传热... 准确描述含蜡原油相变过程中涉及的复杂传热问题是储运领域研究的核心技术之一。介绍停输管道含蜡原油相变传热研究进展,从传热实验及传热模型两方面,总结停输管道相变传热研究历程,分析实验类型及主要作用;根据分区不同,归纳相变传热模型种类,分析不同模型中自然对流传热、潜热释放和相界面确定等关键性问题处理方法,探讨研究思路与方向。 展开更多
关键词 油气储运 停输管道 含蜡原油 相变传热 实验 数学模型
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强化相变传热换热管束的制造技术 被引量:3
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作者 王学生 徐宏 +1 位作者 侯峰 刘阿龙 《压力容器》 北大核心 2006年第1期29-32,共4页
强化传热技术已广泛应用于石油、化工领域的管壳式换热器中。本文从强化传热的机理出发,对螺旋槽管、烧结型表面多孔管强化冷凝和沸腾传热换热管束的结构特点、制造工艺、强化效果进行了详细的分析,为该类高效节能换热器的广泛工程应用... 强化传热技术已广泛应用于石油、化工领域的管壳式换热器中。本文从强化传热的机理出发,对螺旋槽管、烧结型表面多孔管强化冷凝和沸腾传热换热管束的结构特点、制造工艺、强化效果进行了详细的分析,为该类高效节能换热器的广泛工程应用提供了设计依据。 展开更多
关键词 换热器 强化传热 相变传热 制造工艺
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耦合求解焓及移动边界位置的多维相变传热问题的数值焓法 被引量:7
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作者 曾欣 辛明道 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 1992年第3期62-67,共6页
提出了耦合求解焓及移动边界位置的多维相变传热问题的数值焓法。方法的基本特征是通过变换标准的焓公式,分离显热与潜热项,并在引入轴间相变率概念的基础上,将其耦合到潜热源项中,同时对流入/流出相变控制容积的热流密度加以修正,以达... 提出了耦合求解焓及移动边界位置的多维相变传热问题的数值焓法。方法的基本特征是通过变换标准的焓公式,分离显热与潜热项,并在引入轴间相变率概念的基础上,将其耦合到潜热源项中,同时对流入/流出相变控制容积的热流密度加以修正,以达到既能提高数值解的精度,又可以达到准确跟踪移动边界的目的。 展开更多
关键词 相变传热 焓法 移动边界 数值分析
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铜纳米粒子强化正十八烷相变传热性能的实验研究 被引量:2
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作者 李庆领 王艳 +1 位作者 路海滨 周艳 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期128-131,149,共5页
针对纯石蜡(正十八烷)作为固-液相变储能材料存在导热系数小、传热性能差的缺点,采用两步法制备了铜纳米粒子质量分数分别为0%、0.1%、0.2%、0.5%、1%、2%的铜纳米粒子/正十八烷复合相变材料,并对其热物性进行了实验研究。采用瞬态热针... 针对纯石蜡(正十八烷)作为固-液相变储能材料存在导热系数小、传热性能差的缺点,采用两步法制备了铜纳米粒子质量分数分别为0%、0.1%、0.2%、0.5%、1%、2%的铜纳米粒子/正十八烷复合相变材料,并对其热物性进行了实验研究。采用瞬态热针法测量复合相变材料的导热系数。实验结果表明,铜纳米粒子可有效提高正十八烷的导热系数。利用DSC对铜纳米粒子/正十八烷复合相变材料进行热分析,结果表明,体系中添加铜纳米粒子后正十八烷的相变温度变化很小,而体系的相变潜热随铜纳米粒子质量分数的增加而逐渐减小,但减小幅度不大,因此铜纳米粒子的加入对正十八烷的蓄热能力影响较小。另外,对铜纳米粒子质量分数为1%的铜纳米粒子/正十八烷复合相变材料的热稳定性进行研究,结果表明其具有良好的热稳定性。 展开更多
关键词 正十八烷 铜纳米粒子 导热系数 相变传热 热稳定性
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相变传热相关问题的分子动力学模拟及研究 被引量:2
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作者 王发刚 李瑞阳 +1 位作者 刘永启 郁鸿凌 《上海理工大学学报》 CAS 北大核心 2003年第2期130-138,共9页
对相变传热过程中有关问题的分子动力学模拟进行了综述. 通过对平衡分子动力学(EMD)、非平衡分子动力学(NEMD)模拟相变传热中各种问题的综合分析,讨论了目前在相变传热中有关分子动力学模拟的几个重要问题.
关键词 分子动力学模拟 EMD NEMD 相变传热
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微小空间薄液膜相变传热的微尺度效应 被引量:3
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作者 曲伟 马同泽 苗建印 《航天器工程》 2004年第2期36-45,共10页
对微小空间的相变传热和流动的微尺度效应的研究进展进行了阐述,包括下列几个方面:固体表面上薄液膜厚度的微尺度效应;圆形截面毛细管管径的微尺度效应;毛细管的截面形状微尺度效应;壁面纳米级粗糙度的微尺度效应;微型热管(MHP)的微尺... 对微小空间的相变传热和流动的微尺度效应的研究进展进行了阐述,包括下列几个方面:固体表面上薄液膜厚度的微尺度效应;圆形截面毛细管管径的微尺度效应;毛细管的截面形状微尺度效应;壁面纳米级粗糙度的微尺度效应;微型热管(MHP)的微尺度效应和连续性极限、堵塞极限;平板热管(FMHP)的壁面粗糙度微尺度效应和沸腾极限;脉动热管(PHP)管径的微尺度效应;薄液膜的稳定性等。研究分析了上述各方面微尺度效应的机理,归纳推知增加每个薄液膜区域的面积和增加薄液膜区域的数量这两种方法均可提高蒸发器的性能,后一种方法可操作性强,为高效蒸发器性能的提高指明了方向。 展开更多
关键词 微尺度效应 相变传热 薄液膜 小空间 壁面粗糙度 研究进展 液膜厚度 固体表面 圆形截面 截面形状 微型热管 平板热管 脉动热管 研究分析 可操作性 毛细管 蒸发器 液膜区 纳米级 极限 连续性 稳定性 管径 性能 沸腾
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EHD强化微细槽道相变传热及混沌特性 被引量:1
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作者 罗小平 戴勇 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2010年第4期470-474,共5页
为研究电水动力学(EHD)强化微细槽道相变传热机理,以去离子水为工质,在横截面分别为2mm×2mm和3mm×3mm的微细槽道内对EHD强化微细槽道相变换热进行了实验研究.利用李雅普诺夫指数、关联维数和熵对2mm×2mm微细槽道进出口... 为研究电水动力学(EHD)强化微细槽道相变传热机理,以去离子水为工质,在横截面分别为2mm×2mm和3mm×3mm的微细槽道内对EHD强化微细槽道相变换热进行了实验研究.利用李雅普诺夫指数、关联维数和熵对2mm×2mm微细槽道进出口压差的时间序列进行混沌特性分析.试验结果表明,施加电场作用时动力系统的混沌程度比不施加电场时高,说明在施加电场作用时,试验段的沸腾传热得到了强化,从动力学角度证明了施加电场能起到强化微细槽道相变传热的作用. 展开更多
关键词 微细槽道 相变传热 热流密度 传热系数 强化传热 混沌特性 压差 时间序列 电水动力学
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外融冰对流相变传热过程研究方法 被引量:4
12
作者 孟凡康 褚琦 +3 位作者 王朔 巩云坤 胡仿聪 韩路 《流体机械》 CSCD 北大核心 2018年第7期76-83,共8页
对外融冰空调系统对流相变传热过程的研究方法进行了简要综述。从理论研究、试验研究和数值模拟3个方面对冰-水之间相变传热、液相对流以及水流4℃密度反转变化等问题进行了分类阐述,列举了水平冰柱对流相变传热典型关联式,讨论了其中... 对外融冰空调系统对流相变传热过程的研究方法进行了简要综述。从理论研究、试验研究和数值模拟3个方面对冰-水之间相变传热、液相对流以及水流4℃密度反转变化等问题进行了分类阐述,列举了水平冰柱对流相变传热典型关联式,讨论了其中尚未解决的一些问题及技术难点。 展开更多
关键词 外融冰空调系统 相变传热 关联式 传热特性
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热孤子与微细通道相变传热研究 被引量:2
13
作者 罗小平 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期12-16,共5页
针对微槽流动相变传热,在给出气泡平衡半径及初值条件的前提下,提出了气泡在微槽中演化半径的系综公式,结合气泡生长随机变量的相关性得出了气泡在微槽中生长所满足的随机微分动力方程,由方程的定态解进一步得出了微槽中气泡生长系统的... 针对微槽流动相变传热,在给出气泡平衡半径及初值条件的前提下,提出了气泡在微槽中演化半径的系综公式,结合气泡生长随机变量的相关性得出了气泡在微槽中生长所满足的随机微分动力方程,由方程的定态解进一步得出了微槽中气泡生长系统的势能及概率密度函数随半径的演化规律.根据微槽中反应气泡热通量的热孤子表达式,从理论上获得了以核态沸腾为主的微槽相变传热计算公式,并对具有23条平行的0.3mm×2mm微槽进行了相变传热实验.理论计算值与实验结果较吻合,误差小于7%,验证了该公式的可行性. 展开更多
关键词 微细通道 相变传热 热孤子 MARKOV过程
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微细通道相变传热的动力学特性 被引量:2
14
作者 罗小平 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期16-20,共5页
研究了微细通道相变传热的动力学特性,通过引入气-液-固三相分子间产生的不连续压力及Lie对称性,获得了描述气-液接触界面的微分动力系统,并对0.6mm×2.0mm的矩形微槽进行了实验,获得了压力时间序列.对该序列的功率谱分析表明,在7.3... 研究了微细通道相变传热的动力学特性,通过引入气-液-固三相分子间产生的不连续压力及Lie对称性,获得了描述气-液接触界面的微分动力系统,并对0.6mm×2.0mm的矩形微槽进行了实验,获得了压力时间序列.对该序列的功率谱分析表明,在7.39Hz以上的频段,系统出现了混沌,表明微通道的高效传热性能与系统的混沌特征有一定的关系.利用所得微分动力系统对实验中的混沌特征进行了模拟,获得了奇异吸引子相图,所得结论与实验结果一致. 展开更多
关键词 微细通道 相变传热 动力学特性 同宿轨 混沌 LIE对称性
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水的相变传热和大气垂直传热对地球系统负熵流的贡献
15
作者 李绍新 韩光泽 +1 位作者 华贲 卢义刚 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2007年第2期108-110,共3页
地球系统中的水在太阳辐射的作用下,在地表高温状态下吸热发生由液态到气态的相变,水汽上升到空中后在低温状态下凝结为雨或雪而放热,雨雪在重力的作用下返回地面,这种水的相变传热会导致地球系统中负熵的出现。对该负熵的数量级作了估... 地球系统中的水在太阳辐射的作用下,在地表高温状态下吸热发生由液态到气态的相变,水汽上升到空中后在低温状态下凝结为雨或雪而放热,雨雪在重力的作用下返回地面,这种水的相变传热会导致地球系统中负熵的出现。对该负熵的数量级作了估算。同时讨论了大气的垂直传热与重力场效应引起的负熵。 展开更多
关键词 地球系统 负熵流 太阳辐射 水的相变传热 重力场
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流动㶲损失对ORCs蒸发器管内相变传热过程性能评价的影响
16
作者 唐前辉 吴双应 张友利 《热力发电》 CAS 北大核心 2014年第9期21-24,38,共5页
以有机朗肯循环系统(ORCs)蒸发器中的蒸发段管内相变传热和流动为对象,基于热力学第一和第二定律,分别对回收和损失,提出了能否忽略工质流动损失的判据,即无因次变数NΔE。分别以外翅片管和光管为例,分析了翅片管结构参数ηoβ... 以有机朗肯循环系统(ORCs)蒸发器中的蒸发段管内相变传热和流动为对象,基于热力学第一和第二定律,分别对回收和损失,提出了能否忽略工质流动损失的判据,即无因次变数NΔE。分别以外翅片管和光管为例,分析了翅片管结构参数ηoβ、管内雷诺数Rei和蒸发温度Tv对NΔE的影响。结果表明:对于回收,当其他条件不变时,随着Rei的增加,NΔE,r逐渐减小,当NΔE,r小于10时,不可忽略流动损失;当NΔE,r=10时的外翅片管Rei的临界值比光管的大;对于损失,当其他条件不变时,任何管型的NΔE,l值均远大于10,可忽略工质流动引起的损失。 展开更多
关键词 ORCs蒸发器 相变传热 㶲回收 㶲损失 翅片管 光管
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面向航天应用的液态金属相变传热性能研究 被引量:8
17
作者 张旭东 杨昌鹏 +2 位作者 于新刚 王正义 刘静 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期17-23,共7页
为探究液态金属相变材料的适用范围,本文使用数值模拟手段,比较分析了以镓为代表的低熔点金属与以正十八烷为代表的石蜡类相变材料之间的传热性能。结果表明,镓更适用于应对瞬时高热流冲击,即高热流、短时间工作的电子设备散热;而正十... 为探究液态金属相变材料的适用范围,本文使用数值模拟手段,比较分析了以镓为代表的低熔点金属与以正十八烷为代表的石蜡类相变材料之间的传热性能。结果表明,镓更适用于应对瞬时高热流冲击,即高热流、短时间工作的电子设备散热;而正十八烷适用于低热流、较长时间工作的电子设备控温。此外,单位体积相变材料,镓模块的热控时间长于正十八烷模块;单位质量相变材料,镓模块在短时间内占优,长时间内正十八烷模块占优。针对潜在应用场景进行分析,表明了液态金属相变材料可用于航天天线TR组件和激光器芯片控温。 展开更多
关键词 液态金属 相变传热 数值模拟 微重力 天线TR组件 激光芯片
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储冰球相变传热数值计算及分析 被引量:11
18
作者 管建春 朱华 +1 位作者 阿迪尔M.S 屠传经 《浙江大学学报(自然科学版)》 CSCD 1999年第1期85-89,共5页
对圆球形相变储冷器(又称储冰球)的相变传热问题进行了详细分析,采用焓法模型对常用相变介质水在球内的凝结过程进行了数值求解,得出了第一类边界条件下相变界面位置变化与界面移动速度变化以及相变时间与球径和传热温差的关系等结... 对圆球形相变储冷器(又称储冰球)的相变传热问题进行了详细分析,采用焓法模型对常用相变介质水在球内的凝结过程进行了数值求解,得出了第一类边界条件下相变界面位置变化与界面移动速度变化以及相变时间与球径和传热温差的关系等结果,可以为圆球形及其它形状的相变储冷器的设计和分析计算提供理论依据与参考. 展开更多
关键词 圆球形储冷器 储冰球 相变传热 数值计算 空调
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基于正交试验法的二维方腔相变传热影响因素的数值分析
19
作者 龙伟月 袁艳平 +2 位作者 曹晓玲 向波 孙亮亮 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3236-3243,共8页
以单元内相变材料熔化完成时间为试验指标,换热温差、高宽比、倾角为影响因素,运用正交试验法设计二维方腔数值模拟试验,并通过极差分析与方差分析研究各因素及其交互作用对单元平均熔化传热速率的影响程度,且两种分析方法得到的结果一... 以单元内相变材料熔化完成时间为试验指标,换热温差、高宽比、倾角为影响因素,运用正交试验法设计二维方腔数值模拟试验,并通过极差分析与方差分析研究各因素及其交互作用对单元平均熔化传热速率的影响程度,且两种分析方法得到的结果一致。研究结果表明:在设计与优化方腔相变单元时(换热温差20~40℃,高宽比1~4,倾角0°~60°),应着重考虑换热温差与倾角两个关键参数以及高宽比与倾角的交互作用,适当考虑高宽比的影响,可不考虑换热温差与高宽比以及换热温差与倾角的交互作用。 展开更多
关键词 相变传热 传热特性 方腔 正交试验法 数值模拟
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强磁场影响下金属相变传热的MHD效应实验研究 被引量:1
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作者 蔡志洋 孟旭 +2 位作者 张登科 吴曦 王增辉 《中国科学院大学学报(中英文)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期746-754,共9页
通过搭建金属相变传热的综合实验系统,研究强磁场下金属镓的熔化过程,获得了磁场作用下金属镓的熔化换热特性。采用熔化过程中加热壁面与相界面的动态平均距离代替固定特征长度,以此研究熔化过程中对流换热与导热的相对强度随傅里叶数(... 通过搭建金属相变传热的综合实验系统,研究强磁场下金属镓的熔化过程,获得了磁场作用下金属镓的熔化换热特性。采用熔化过程中加热壁面与相界面的动态平均距离代替固定特征长度,以此研究熔化过程中对流换热与导热的相对强度随傅里叶数(Fo)的变化规律。结果表明:小哈特曼数(Ha)下,熔化前期具有促进熔化效果,后期则是抑制;大哈特曼数下磁场对金属镓的熔化过程中的对流具有抑制作用,熔化过程呈现层状均匀推进;磁场能够减小熔化过程中腔体底部导热主导区的高度并且抑制熔化过程中的温度波动,使熔化过程中的温度分布趋于均匀。 展开更多
关键词 均匀磁场 相变传热 UDV测速 液态金属
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