不同曲率朝下加熱曲面蒸氣泡的生長(zhǎng)滑移和脫離的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、碩士學(xué)位論文不同曲率朝下加熱曲面蒸氣泡的生長(zhǎng)不同曲率朝下加熱曲面蒸氣泡的生長(zhǎng)滑移和脫離的滑移和脫離的實(shí)驗(yàn)研究實(shí)驗(yàn)研究Experimentalstudyofvapbubbles’growthslippingseparationondifferentcurveddownwardheatedfaces作者姓名：李忠義學(xué)科專(zhuān)業(yè)：制冷及低溫工程學(xué)號(hào)：21410055指導(dǎo)教師：李維仲教授完成日期：2017年5月大連理工大學(xué)DalianUnivers

2、ityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要在許多工業(yè)應(yīng)用中，沸騰傳熱機(jī)理對(duì)于描述傳熱過(guò)程具有極其重要的意義。其中，泡狀是過(guò)熱度相對(duì)較低的一種特殊池內(nèi)沸騰狀態(tài)，該狀態(tài)下，蒸氣泡的生長(zhǎng)及運(yùn)動(dòng)行為是揭示傳熱機(jī)理過(guò)程中的重要研究對(duì)象。近年來(lái)，低溫流體在工業(yè)領(lǐng)域及生活領(lǐng)域得到越發(fā)廣泛的應(yīng)用，關(guān)于過(guò)冷沸騰的特性也隨之得到更多的關(guān)注與研究。國(guó)內(nèi)外學(xué)者大多采用了可視化的研究手段，在過(guò)冷沸騰狀態(tài)下，針對(duì)傳熱過(guò)程中氣泡的產(chǎn)生、長(zhǎng)大、運(yùn)動(dòng)行

3、為以及形態(tài)變化等特性進(jìn)行了大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。然而，在這些研究成果中，產(chǎn)生蒸氣泡或氣泡附著的表面大多為水平朝上下壁面、具有一定傾斜角度平板以及豎直壁面。氣泡在曲壁面上生成或附著的研究相對(duì)較少，更鮮有針對(duì)氣泡在曲率不同的朝下壁面上的行為特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。因此，本文重點(diǎn)研究在過(guò)冷沸騰條件下，蒸氣泡在不同曲率朝下加熱壁面上的生成、長(zhǎng)大、滑移以及脫離消失等一系列基本物理過(guò)程，根據(jù)文獻(xiàn)，選擇可視化的實(shí)驗(yàn)方法，使用高速攝像機(jī)拍攝記錄蒸氣泡的運(yùn)動(dòng)和形態(tài)變

4、化，探究過(guò)冷沸騰狀況下，蒸氣泡在不同曲率的光滑橢圓管表面的行為特性有何不同，總結(jié)分析曲率對(duì)蒸氣泡形狀、始動(dòng)截面積以及始動(dòng)時(shí)間等參數(shù)的影響。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾點(diǎn)：（1）查閱學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)，在課題組研究成果基礎(chǔ)上，選擇實(shí)驗(yàn)工質(zhì)，掌握實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)習(xí)使用相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)備更新或調(diào)整；（2）使用UGNX軟件進(jìn)行六種不同曲率光滑橢圓管實(shí)驗(yàn)試件的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮實(shí)驗(yàn)點(diǎn)曲率設(shè)計(jì)、試件材料、與實(shí)驗(yàn)臺(tái)相配合、加工難度等等因素，建模完

5、成后使用AutoCAD繪制六個(gè)實(shí)驗(yàn)試件圖紙，交付加工；（3）設(shè)計(jì)并完成實(shí)驗(yàn)，得到高速攝像機(jī)拍攝的圖像數(shù)據(jù)，觀察蒸氣泡在不同熱流密度、不同曲率實(shí)驗(yàn)試件上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使用相關(guān)圖像處理軟件對(duì)篩選的圖片進(jìn)行處理，獲得蒸氣泡較為清晰的圖像數(shù)據(jù)，之后利用ImageProPlus軟件對(duì)蒸氣泡的始動(dòng)截面積、最大截面積、橫縱軸比等數(shù)據(jù)進(jìn)行提取以供分析。（4）經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在形態(tài)方面，蒸氣泡在生長(zhǎng)階段與滑移初期階段近似橢球體，投影截面積近似橢圓，蒸氣泡在實(shí)驗(yàn)