強內(nèi)熱源球床通道的流動傳熱特性研究.pdf

1、本文研究了強內(nèi)熱源球床通道內(nèi)的單相強迫對流換熱特性和沸騰換熱特性。實驗通過在內(nèi)徑為75mm、高980mm的石英玻璃管內(nèi)填充滿8mm碳鋼球,通入蒸餾水作為冷卻劑,構(gòu)建了球床通道,以電磁感應(yīng)方式對金屬球進行加熱,模擬內(nèi)熱源。
　　在此模型基礎(chǔ)上,通過對大量實驗數(shù)據(jù)分析得到了流量、溫度等因素對強內(nèi)熱源球床通道換熱特性的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:雷諾數(shù)Re是影響換熱系數(shù)的主要因素;入口溫度同樣是一個影響換熱系數(shù)的主要因素,較低的入口溫度測得

2、的對流換熱系數(shù)相對較高;在低流速階段存在明顯的入口效應(yīng),但隨著Re的增加會明顯減弱;隨著加熱功率的增加換熱系數(shù)略有降低,特別是在低雷諾數(shù)階段,降低幅度只有1％左右。通過大量實驗數(shù)據(jù)擬合出了無量綱換熱準(zhǔn)則關(guān)系式,計算值與實驗值的相對誤差在±17%范圍以內(nèi)。
　　對含內(nèi)熱源多孔介質(zhì)通道內(nèi)的過冷沸騰起始點(ONB)進行了實驗研究,采用壁溫拐點法對其進行確定。實驗在體積流量為0.3m3/h~1.0m3/h,加載功率為5kW~77kW(加載

3、電壓為180V~500V),入口溫度分別為70℃、80℃、85℃的范圍內(nèi)進行,研究了各參數(shù)對ONB的影響規(guī)律。實驗結(jié)果表明:隨著熱流密度的增加壁面過熱度會線性增加,但是過冷沸騰發(fā)生以后壁面過熱度的增長變得緩慢甚至是不再增加;雷諾數(shù)Re越高,出現(xiàn)ONB所需壁面過熱度越大,表面熱流密度越高,但當(dāng)流體進入沸騰狀態(tài)后,相應(yīng)的熱流密度和壁面過熱度的變化不再受雷諾數(shù)改變的影響;越靠近實驗段出口,出現(xiàn)ONB所需壁面過熱度越小,表面熱流密度越低;入口溫