摘要：在通过引入精确差分方法的单组分多相格子Boltzmann模型的基础上耦合能量方程,并考虑流体与固壁间的相互作用力来调节气泡与固壁间的接触角,从而建立了一种新的描述气液相变的格子Boltzmann理论模型.为验证该模型的正确性,利用其对工质为水的相变过程进行了模拟,发现模拟结果与实验值符合良好;进而利用其验证Laplace定律,发现计算所得的水的表面张力与实验值甚为符合.为考察该模型处理复杂相变问题的能力,利用其对工质为水的池沸腾中的气泡生长过程进行模拟,发现气泡脱离直径与g-0.5成正比,脱离频率与g0.75成正比(g均为重力加速度),这与经验关系式及文献结果符合良好;此外,接触角的变化对气泡脱离直径影响不大,但气泡脱离频率与接触角成指数关系.

摘要：目前关于强化管管外池沸腾的研究还很不成熟,为了更好的理解、指导强化管的设计和在蒸发器等换热设备中的应用,本文主要基于Webb、Pals等的研究提出了R22水平强化管管外池沸腾的换热模型,通过模拟计算,得到了传热系数与热流密度、蒸发压力的相关关系。另外以Webb、Pals公式为基准,结合实验数据提出了新的换热关联式,分析表明该换热关联式的误差在13%以内。

摘要：以沸腾壁为研究对象 ,以气泡或核心为边界建立了沸腾换热的数学模型 ,进行了核态池沸腾换热的直接数值模拟 ,模拟结果与现有的实验数据具有很好的一致性 ,从而验证了数值模拟的可靠性 .通过数值模拟得到了气泡影响面积系数和气泡扰动强度系数的计算方法 ,揭示了气泡等待时间和沸腾表面温度波动的非线性特征 .

摘要：对常温、大气压下水在开孔泡沫铜中池沸腾的传热特性进行了试验研究,观察了开孔泡沫铜中汽泡的生长特性及其变化规律,并与水在光管加热面的池沸腾特性进行了对比。试验结果表明:水在泡沫铜中池沸腾时,汽泡脱离直径和汽泡脱离频率随热通量的增加而不断增大,泡沫铜对水的池沸腾传热具有很好的强化效果。根据试验结果,得到了水在开孔泡沫铜中池沸腾传热的传热系数拟合关联式,为进一步的研究提供了依据。

摘要：随着航空飞机和航天器不断向高性能发展,热控制系统的紧凑性和散热效率亟需提高。泡沫金属具有超大的比表面积和高热导率,在航空航天热控制领域具有良好的应用前景。对亲水性和疏水改性泡沫金属内的池沸腾换热特性进行了试验研究,并与未改性泡沫金属进行对比,得出了亲疏水性对不同孔密度和孔隙率泡沫金属池沸腾换热特性的影响规律。测试样件为泡沫铜,孔密度为5、20和40 PPI,孔隙率为85%和95%。结果表明,疏水改性可使泡沫金属内池沸腾的起始过热度降低20%~30%;疏水改性泡沫金属和亲水改性泡沫金属分别在低热通量(q<4×10^(5)W/m^(2))和高热通量(q≥4×10^(5)W/m^(2))条件下具有最佳的沸腾换热性能;表面改性对于低孔隙率泡沫金属内池沸腾强化换热效果更加显著,且亲水改性的强化效果优于疏水改性。

摘要：为研究微结构楔形通道对池沸腾换热性能的影响,本文设计加工了微柱区域与光滑通道面积比近似为1:1的3种混合润湿性结构表面(分别为雪花表面、多星表面和少尖表面),并进行了以FC-72为工质的池沸腾换热性能研究。结果表明,对于3种结构表面,汽泡首先在疏水微柱阵列区域生成、长大,然后横向滑移到光滑亲水通道,在该通道内继续生长直至脱离。少尖表面的光滑通道开口朝向换热面中心,且越靠近中心处通道越宽。冷却液体能迅速地向生成汽泡的微柱区域供应,同时大汽泡在光滑通道内及时脱离,因此少尖表面的池沸腾换热性能最好。随着过冷度增大,各表面CHF增大。换热表面蒸汽柱底部汽膜的出现严重阻碍了液体向换热面的供应,导致局部干涸并引发了CHF。

摘要：关于CHF(池沸腾临界热流密度)的计算,人们提出了很多关系式。工程设计中需要知道这些关系式的适用性,新的计算模型研究也需要对已有计算方法进行分析。已有的关系式评价分析所涉及的实验数据和关系式数量很局限,造成评价结果之间差别很大。本文从27篇文献中共收集了468组数据,并用这些数据对常用的20个CHF公式的准确性及适用范围做了比较,筛选出与实验数据吻合较好的公式。结果表明,表现最好的是El-Genk-Guo公式,其平均绝对误差为26.2%,所以需要研究出更为准确的公式。此外,本文对影响公式准确度的因素进行了分析,为相关设备合理设计提供了参考。

摘要：本文将“米”字形放射状槽道强化面积大、气泡脱离阻力小与毛细芯成核位点多等优点相结合,设计加工出一系列铜基放射状槽道与烧结毛细芯耦合散热表面,在10 K、20 K和30 K三个不同过冷度下进行了HFE-7100池沸腾换热实验,得到不同表面在不同过冷度条件下的沸腾换热性能。结果表明,槽深对换热影响较大,耦合毛细芯的铜基散热结构可以进一步提高临界热流密度和换热系数。最大临界热流密度和换热系数分别可达130.1 W/cm^(2)和0.94 W/(cm^(2)·K),并对实验过程中的气泡动力学行为进行了分析。

摘要：以粉末烧结的方式制备了多尺度表面,并在常压下以去离子水为工质,对其进行沸腾传热实验,研究表面结构、液体温度、热流密度以及壁面过热度等参数对池沸腾传热的影响。结果表明:烧结多尺度表面能很好地协同蒸汽逸出和液体吸入对孔隙尺度的不同需求,可显著降低沸腾起始点过热度,扩展表面承载高热流密度的能力,大大提高沸腾换热系数;最大换热系数约为光表面的5~6倍。

摘要：本文以TiO_2纳米管阵列修饰表面为沸腾传热界面,以去离子超纯水为沸腾工质,研究纳米管的管径尺寸对池沸腾效果的影响,以及在沸腾过程中材料表面润湿性能的变化对传热特性的影响。在实验设计的热流密度范围内,第一次沸腾会使样品表面的润湿性增加,并随着沸腾时间的增加而增加,最终趋于稳定;但在实验中并未观察到润湿性对沸腾传热效果有明显影响。总体来说,随着纳米管直径尺度渐大时,沸腾传热强化效果逐渐增大。