竖直管内降膜-高速空气环状两相流的蒸发换热特性理论分析

通过理论分析 ,研究了竖直传热管内降膜 -高速空气环状两相流的蒸发换热特性 .结果表明 ,在直径 2～ 3mm的细小管内 ,重力的影响可以忽略 ,气液间摩擦力起支配作用 ;在直径 1 0 mm左右的普通尺寸管内 ,重力的影响不能忽略 ;在直径更大的管内 ,重力的影响起支配作用 .对定热流密度条件下的换热特性得到了数值解并整理成简化计算公式 .研究结果对竖直传热管内水

竖直细管内高速空气-过冷水环状两相流的蒸发-对流耦合传热特性

通过数值计算研究了竖直细小传热管内高速空气-过冷水非沸腾环状两相流的传热传质特性。计算结果表明:在细小管内壁上过冷水形成非常薄的液膜,壁面热流密度可以分为液膜吸热,液膜蒸发和气相(湿空气)吸热3部分。 在管内下部的环状流区域内,液膜蒸发换热是支配性的传热方式,并具有十分强的换热能力。 数值计算指出即使在高热流密度条件下管壁温也能保持在较低范围。 计算结果较好地预示了过去的实验结果。

细管内氮气-过冷水环状两相流传热特性实验研究

利用高速氮气和过冷水在竖直细小管内形成环状两相流并对其传热特性进行了实验研究.管长和管内径分别为400和2.3mm,氮气流速变化范围10～40m/s,入口初始氮气和水温变化范围16～60°C,壁面热流密度变化范围1～100kW/m2.实验探讨了各种气液流动条件、加热条件等系统参数对环状两相流传热传质特性的影响.结果表明,竖直细小传热管内环状两相流表现出优异的强化换热特性,适用于高热流密度、低壁温的冷却条件,实验数据和数值模拟结果较为吻合.

细小竖管内非沸腾气液两相环状流换热特性分析

提出了一种使用竖直细小传热管内高速空气 -过冷水环状两相流用于质子交换膜型燃料电池高效冷却的方法 .理论模拟结果表明 ,在细小管内壁上过冷水形成非常薄的液膜 ,壁面热流密度可以分为液膜吸热、液膜蒸发和湿蒸汽吸热 ,各种因素影响这 3部分热量的耦合匹配 ,使得管内两相流的传热传质特性十分复杂 .在管内的前段部分 ,液膜升温吸收大部分壁面热量 ,而在大部分区域内 ,对流蒸发耦合换热是支配性的传热方式 ,即使在十分高的热流密度条件下 ,壁温也能够稳定地保持在质子交换膜型燃料电池运行温度以下 .探讨了各种流动条件、加热管几何尺寸。

水平管气液环状流在新型分配器中的分配研究

设计了一种新型三通型两相分配器,该分配器主管侧壁均匀分布着直径均为3.5 mm的8个小孔,主管中的气液混合物通过安装在主管外壁上的环室进入侧支管.通过在空气-水实验台上对水平管气液环状两相流通过该分配器进行的实验研究发现:与传统三通分配器的分配特性不同,该分配器的液相会优先进入侧支管.建立了相分配模型,认为对于环状流,通过管壁小孔的液膜将被小孔捕获,从而进入侧支管.该模型还提出了分配影响区修正系数,实验发现该系数与入口干度成线性关系.预测的气液相分流系数、主管出口与直通管间压力损失与实验结果吻合得很好,最大误差为7.24%.

环状流波状液膜时平均厚度动态校准方法

为实现环状气液两相流界面波液膜厚度的准确测量,基于环状流界面波的理论分析和实验研究,将实时海浪模拟思想引入界面扰动波研究,建立了基于三级海浪函数的界面扰动波模型。设计了一种基于直接测量法的可调节插入深度的波状液膜厚度测量传感器。提出了基于占空比算法的时平均液膜厚度动态校准方法。对测量传感器进行测量不确定度来源分析及评定,提出了系统误差补偿算法。在双闭环可调压中压湿气实验装置上对上述测量传感器进行了实验验证,结果表明:以三级海浪为模型进行研究在任意统计时间与任意插入深度增量条件下,94.44%的实验点的相对测量不确定度在2%以内;基于直接测量法实现液膜厚度复现并使用系统误差补偿算法,提高了测量精度。

倾角对环状热管蒸发器性能的影响

针对生产过程中低品位能量回收,设计了带有环状管蒸发器的不锈钢水工质重力型分离式热管,环状管由31.6 mm管径内管热水加热,环空间隙为15.0 mm,可视化地研究了26 kPa蒸发压力、0°~90°倾斜角度下多个充注率环状管蒸发器的壁温特性。结果表明:该类热管的环状管蒸发器运行时存在一高温区,随倾角增加而扩大;环状管内蒸发侧平均表面传热系数随倾角增大先增后减、再增大,与沸腾流型随角度发生转变有密切关联;与一些相似文献进行了对比,发现环状管蒸发器与普通重力型热管在换热性能均在10°~20°倾角达到极大值,而环状管蒸发器则在90°时达到了另一极大值。