泡沫金屬?gòu)?qiáng)化沸騰傳熱過程的研究.pdf_第1頁(yè)
已閱讀1頁(yè),還剩127頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、泡沫金屬由于其特有的微觀骨架結(jié)構(gòu),具有高孔隙率、高導(dǎo)熱系數(shù)等特點(diǎn),在航天航空、高效電子冷卻、建筑節(jié)能等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。由于泡沫金屬的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性,泡沫金屬內(nèi)氣液相變強(qiáng)化傳熱機(jī)理研究尚不清晰。目前泡沫金屬?gòu)?qiáng)化沸騰傳熱的研究主要在宏觀層面展開,以實(shí)驗(yàn)研究為主,通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,獲得經(jīng)驗(yàn)理論計(jì)算公式。然而泡沫金屬?gòu)?qiáng)化沸騰換熱的實(shí)驗(yàn)研究還不夠充分,同時(shí)泡沫金屬微觀孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)氣液兩相流動(dòng)和換熱過程的影響尚未闡明。本論文針對(duì)現(xiàn)有泡沫金屬?gòu)?qiáng)化沸

2、騰換熱研究的不足,結(jié)合泡沫金屬的孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在充分分析沸騰相變換熱物理機(jī)制的基礎(chǔ)上,對(duì)泡沫金屬?gòu)?qiáng)化沸騰換熱過程進(jìn)行了系統(tǒng)研究。具體的研究?jī)?nèi)容包括:
  1.多孔介質(zhì)內(nèi)氣泡動(dòng)力學(xué)特性的LBM方法模擬研究。將泡沫金屬視為多孔介質(zhì),基于泡沫金屬的骨架結(jié)構(gòu),建立了多孔介質(zhì)內(nèi)氣泡動(dòng)力學(xué)行為的物理模型,利用latticeBoltzmann method(LBM)方法模擬等溫條件下孔隙尺度內(nèi)的氣-液兩相流動(dòng)。考慮多孔介質(zhì)內(nèi)流體間以及流固間的相

3、互作用力,采用多組分單松弛的Shan-Chen模型,模擬氣泡在孔隙結(jié)構(gòu)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)形態(tài)?;谠撃P?,分析多孔介質(zhì)對(duì)氣泡動(dòng)力學(xué)行為的影響,探索氣泡直徑、多孔介質(zhì)骨架間距以及多孔介質(zhì)骨架布置方式對(duì)氣泡上升速度的影響,研究流場(chǎng)對(duì)氣泡運(yùn)動(dòng)特性的影響。在研究單個(gè)氣泡運(yùn)動(dòng)特性及其運(yùn)動(dòng)過程的基礎(chǔ)上,考慮氣泡之間和氣泡與流體之間的相互作用力,研究多個(gè)氣泡運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡、聚并行為等動(dòng)力學(xué)行為。研究結(jié)果表明,由于多孔介質(zhì)的存在,在靠近多孔介質(zhì)的地方,兩相

4、流流場(chǎng)發(fā)生了改變,流線發(fā)生彎曲,從而改變氣泡運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)形態(tài);合理配置多孔介質(zhì)結(jié)構(gòu)參數(shù)可以加快氣泡的運(yùn)動(dòng)速度,從而強(qiáng)化氣液兩相流動(dòng)與換熱過程。研究結(jié)果有助于深入認(rèn)識(shí)泡沫金屬?gòu)?qiáng)化沸騰換熱過程。
  2.含有泡沫金屬的加熱表面過冷池沸騰相變換熱試驗(yàn)研究。在綜述國(guó)內(nèi)外池狀沸騰試驗(yàn)裝置現(xiàn)狀并結(jié)合實(shí)際情況的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并搭建一套用于測(cè)定泡沫金屬?gòu)?qiáng)化池狀沸騰傳熱性能的試驗(yàn)裝置,研究含有泡沫金屬的加熱表面過冷池沸騰相變換熱特性,揭示加熱表面相

5、變換熱性能的作用機(jī)理和影響因素,如泡沫金屬pores per inch(PPI)值、熱流密度、加熱面傾角等。重點(diǎn)探索基于孔隙尺度的可視化試驗(yàn)研究方法,揭示了微觀孔隙結(jié)構(gòu)下池沸騰換熱過程中氣泡在泡沫金屬孔隙內(nèi)的動(dòng)力學(xué)行為,如氣泡生長(zhǎng)、氣液界面動(dòng)態(tài)變化、氣泡融合等現(xiàn)象。研究結(jié)果表明,多孔金屬結(jié)構(gòu)對(duì)氣泡運(yùn)動(dòng)過程和形態(tài)變化具有重要影響。當(dāng)泡沫金屬PPI值增大時(shí),其孔隙數(shù)目增多,孔隙直徑減小,換熱面積增大,沸騰氣泡核心增多,但是泡沫金屬的滲透率減

6、小,增大流體流動(dòng)阻力和氣泡逃逸阻力;當(dāng)泡沫金屬厚度增大時(shí),換熱面積增大,沸騰成核點(diǎn)增多,流體流動(dòng)阻力和氣泡逃逸阻力增大。
  3.填充泡沫金屬的方管內(nèi)流動(dòng)沸騰強(qiáng)化換熱研究。設(shè)計(jì)并搭建一套用于測(cè)定填充泡沫金屬的方管內(nèi)流動(dòng)沸騰強(qiáng)化換熱研究的試驗(yàn)裝置,記錄試驗(yàn)過程中溫度和壓力等參數(shù),并且觀測(cè)管內(nèi)流型變化。建立方管內(nèi)流動(dòng)沸騰氣液兩相流動(dòng)與換熱模型,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證;研究填充泡沫金屬的方管內(nèi)流動(dòng)沸騰壓降特性;研究填充泡沫金屬的方管內(nèi)流動(dòng)

7、沸騰換熱特性,探索其換熱特性的影響因素,如泡沫金屬PPI值、熱流密度、質(zhì)量流量等。當(dāng)泡沫金屬的PPI值增大時(shí),試驗(yàn)段的換熱系數(shù)和單位壓降ΔP增大。因此,泡沫金屬提高流動(dòng)沸騰換熱性能是以增大管內(nèi)壓降為代價(jià)的。在應(yīng)用泡沫金屬?gòu)?qiáng)化兩相換熱的過程中,需要綜合考慮換熱和壓降性能,以作出合適的選擇。
  本文采用理論與試驗(yàn)相結(jié)合的方法研究泡沫金屬內(nèi)沸騰換熱特性,探索泡沫金屬?gòu)?qiáng)化沸騰換熱過程的各種影響因素。相關(guān)研究將進(jìn)一步完善泡沫金屬內(nèi)氣液兩相

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫(kù)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論