矩形窄通道內(nèi)流動(dòng)沸騰特性及CHF點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬.pdf

1、近年來，隨著微機(jī)電系統(tǒng)及微加工技術(shù)應(yīng)用的不斷拓展，設(shè)備呈現(xiàn)出緊湊化、模塊化的發(fā)展趨勢。高度的集成化使得設(shè)備運(yùn)行時(shí)熱流密度增大，如何實(shí)現(xiàn)設(shè)備高熱流密度下有效冷卻，使其保持在允許的溫度范圍便成為研究的關(guān)鍵。微細(xì)通道內(nèi)的流動(dòng)沸騰換熱能夠很好的解決這一問題，但目前對于微尺度下流動(dòng)沸騰機(jī)理研究尚不明確。因此，本課題采用實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)值模擬的方法對矩形窄通道內(nèi)流動(dòng)沸騰及CHF點(diǎn)特性進(jìn)行研究，為微冷卻通道的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供理論依據(jù)，具有重要實(shí)踐意義。

2、r>　　本文首先建立了一套適用于矩形窄通道內(nèi)流動(dòng)沸騰特性研究的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并介紹了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)參數(shù)測量、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)不確定度分析，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果擬合出了矩形通道流動(dòng)沸騰傳熱關(guān)聯(lián)式。
　　其次，本文運(yùn)用Fluent軟件對矩形窄通道內(nèi)流動(dòng)沸騰特性進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬采用VOF多相流模型，引入變物性特性及表面張力模型，并結(jié)合UDF實(shí)現(xiàn)相變過程。通過對模擬結(jié)果的分析：（1）得到了矩形通道內(nèi)流型分布特征，繪制出多種坐標(biāo)

3、形式下的流型圖，并研究了熱流密度、質(zhì)量流速、飽和溫度、含汽率對流型變化的影響（2）結(jié)合相分布圖研究氣泡生長特性，對氣泡生長歷程作了總結(jié)。（3）得到熱流密度、質(zhì)量流速、飽和溫度、通道尺寸、含汽率對傳熱系數(shù)的影響，將傳熱機(jī)理分為核態(tài)沸騰及強(qiáng)制對流傳熱，并根據(jù)傳熱機(jī)理的不同將流動(dòng)沸騰過程分為四個(gè)區(qū)域。（4）總結(jié)了熱流密度、質(zhì)量流速及通道尺寸對壓力降的影響，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比證明結(jié)果可靠性。
　　最后，本文對矩形窄通道內(nèi)流動(dòng)沸騰CHF點(diǎn)進(jìn)行