一、环状狭缝通道流动沸腾换热的实验研究（论文文献综述）
孙明美[1]（2021）在《开放型多孔材料微通道流动沸腾实验研究》文中提出微电子计算机、导弹卫星和军用雷达等精密设备蓬勃发展,设备体积微小型化,运行速度不断提升,导致器件功率密度大幅增加,对散热提出更大挑战。利用微通道进行两相流动沸腾换热,以汽化潜热的形式带走热量,具有换热系数高、均温性好以及工质需求量低等优点。本文利用高渗透率、高比表面积的铜粉烧结多孔材料制备了4种开放型的微通道热沉,对多孔材料微通道进行流动沸腾可视化及换热与压降的实验研究,并利用相变传热机理、多孔介质传热机理、微尺度效应等理论对实验结果进行解释,分析多孔结构参数、开放狭缝结构以及运行工况对开放型多孔材料微通道流动沸腾的气泡动力学行为特征、两相流型规律及其转换机制、换热与压降及不稳定性的影响,用以指导高效微通道散热器的优化设计。多孔材料存在的大量孔隙在沸腾中能够形成内部孔穴和表面凹穴两大类汽化核心,孔径分布和毛细性能因子是影响多孔材料微通道流动沸腾换热的主导因素,适当控制铜粉形状和烧结环境能够获得宽泛的汽化核心半径范围和较强的毛细抽吸力,在沸腾中提供密集汽化核心的同时及时对核化部位进行液体补充;多孔材料微通道沸腾曲线相对密实铜材质微通道发生向左、向上的偏移,ONB点明显提前,在降低壁面过热度方面优势显着;理论模型显示多孔结构中存在热传导、微对流、微液膜蒸发三种传热机制。在开放结构中形成了泡状流、弹状流、Ⅰ型分层流和Ⅱ型分层流四种流型,其中在Ⅰ型分层流时获得了较高的传热系数,并且在多孔材料微通道中形成分层流时孔隙内部液体能够持续发生核化,由汽块高速运动带来的对流蒸发与核态沸腾共同主导换热,相对密实铜材质微通道的换热系数最高提升两倍以上。压降与流型转换密切相关,由泡状流转变为Ⅰ型分层流时发生了压降的阶跃增长,并且多孔材料微通道较大的壁面粗糙度导致了更大的压降,适当增加开放狭缝高度能够降低压力损失并提高换热系数,同时开放狭缝的存在大大降低了流动不稳定性,有利于确保高散热需求设备的壁面温度均匀性。
贺国飞[2]（2020）在《LNG阀门换热研究及长颈阀盖间隙优化设计》文中进行了进一步梳理LNG具有便于运输、储存及污染小的优点,因此工业生产中具有广泛的应用。LNG的输送管线上需要大量的控制阀门,把此类阀门统称为LNG阀门。由于LNG阀门的长颈阀盖和阀杆之间有一定的间隙,会使少量LNG进入间隙,与长颈阀盖和阀杆进行强制对流换热和热传导,使LNG产生冷量损失。针对LNG阀门出现冷量损失的问题,本文以2"300LB低温球阀为研究对象,利用数值计算的方法,主要进行如下研究:（1）本文综述微细通道内介质的流动沸腾传热和冷量损失技术发展现状,介绍了低温阀门减少冷量损失的一些方法,简述LNG阀门的特殊要求,论述垂直圆管在流动沸腾过程的流型和对流换热系数的变化以及两相流的传热计算模型。（2）以2"300LB低温球阀为研究对象,采用数值模拟方法,建立LNG阀门长颈阀盖和阀杆间隙的几何模型;对LNG阀门长颈阀盖和阀杆之间产生冷量损失进行了研究,分析计算模型在不同工况下对流换热系数和流型随着时间的变化关系,为减少阀盖间隙内冷量损失研究提供支持。（3）以长颈阀盖和阀杆间隙的入口压力、入口温度、热流密度、壁面厚度等因素为变量,通过数值模拟利用控制变量的方法,研究阀盖间隙为1mm时壁面1和壁面2处对流换热系数的变化趋势。（4）把长颈阀盖和阀杆之间的间隙尺寸作为变量,利用Workbench软件分析不同阀盖间隙的传热下壁面轴向和径向温度变化的云图和曲线图。（5）通过以上研究,本文使用的数值计算方法可以为低温阀门的阀盖和阀杆内部减少冷量损失提供参考,也为阀盖和阀杆之间合理的间隙尺寸确定提供数据支持。
刘玉清[3]（2020）在《倾斜环状管内负压沸腾换热特性的实验研究与数值模拟》文中提出食品、药品等生产过程中存在可回收的低品位能量,使用低温热管装置能够有效的将其回收,带有环状管换热器的热管能够较为方便地对现有生产线进行能量回收改造,但需要对环状管内的沸腾现象进行深入的研究。为了系统的描述环状管内水的负压沸腾现象换热特性,探究带有不锈钢环状管蒸发器的水工质重力型分离式热管在低品位能量回收场合使用的可行性,本文使用实验研究与数值模拟结合的方法对环状管内水的负压沸腾现象换热特性进行了研究。本文搭建了依托于重力型分离式热管的倾斜环状管负压沸腾实验台,对不同蒸发压力、不同倾斜角度、不同系统充注率下的水在环状管内负压沸腾过程进行了实验研究,结果表明:当维持环状管蒸发压力不变时,环状管内负压沸腾主要相变区的平均表面换热系数随着环状管倾斜角度从0°开始增加,并在10～20°时达到一个极大值,然后下降,在60～75°达到低谷,而后再次增加,并在90°时达到另一个极大值;在倾斜角度较大时,形成一个局部高温区,在实际生产中容易损毁热敏性物料;平均表面换热系数的变化和局部高温区的形成与沸腾流型的变化有关,在0°时环状管内的沸腾现象表现为微弱的表面沸腾,随着倾斜角度的增加,在10°演变为弹状流,发生“喷涌现象”,随后核态沸腾开始发展,流型转变为弹状-泡状流,并在90°时形成完全的核态沸腾泡状流;不同倾角、蒸发压力对应的最佳系统充注率不同,倾角20°时,蒸发压力26000 Pa和22000 Pa对应的最佳系统充注率分别为48.3%、43.3%。本文对0°和90°倾角的环状管内负压沸腾过程利用ANSYS Fluent 15.0软件进行了数值模拟,制定了三阶段的数值模拟方案,结果表明:随着Lee模型中的相变因子的增加,0°倾角工况主要相变区平均表面换热系数增加,90°倾角工况则减少,其原因是90°倾角时,气泡更容易形成气膜覆盖在内管热壁面导致换热恶化;0°倾角工况推荐相变因子取0.01,90°倾角工况推荐相变因子取0.1,模拟得到的主要相变区平均表面换热系数能够与实验相匹配;模拟再现了实验中的局部高温区现象,其形成原因与沸腾区的扰动有着密切联系。
徐海洋[4]（2020）在《结构参数对多孔微通道沸腾换热特性影响研究》文中指出目前电子器件在向着微小尺寸方向发展,局部的热流密度不断增大。为应对这种高发热量的电子器件。微通道相变冷却技术正成为具有潜力的冷却技术之一。本文主要就烧结多孔微通道的沸腾换热性能进行研究,工质为去离子水和制冷剂R134a,研究不同形状的铜粉对多孔微通道性能的影响和制冷剂工质沸腾两相流。首先构建和完善了分别以水和R134a为工质的两套微通道沸腾实验系统。针对两种不同铜粉形状（球形、树枝形）烧结而成的多孔微通道,对其结构特征进行了详细表征。主要包括:采用扫描电镜、压汞法和阿基米德法对多孔微通道的孔隙结构、孔径分布和孔隙率进行了量测;采用接触角仪对多孔微通道的表面润湿性和接触角进行了分析。研究发现:当工质为去离子水,对于单一粒径的多孔微通道,球形铜粉样品在低热流密度范围沸腾换热系数较高,但其沸腾起始点（ONB）相对滞后;在中高热密度范围,树枝形铜粉烧结微通道沸腾换热性能最佳,其临界热流密度（CHF）最高,约是其他两种微通道的1.2倍,这与树枝形铜粉较为贯通的孔隙结构有关,在高热流密度下有助于保证受热底壁的供液输送。入口流量的增加和入口过冷度的降低,可以减小两种铜粉样品的性能差距,树枝形铜粉在高热流密度区依旧展现了较好的换热性能。当工质为去离子水,对于混合粒径的多孔微通道,也对比研究了球形、树枝状铜粉烧结样品的性能差异,实验表明:较球形铜粉样品,树枝形铜粉制成的混合粒径微通道换热系数较高,CHF值最大,而且平均压降也较低。在高热流密度时,树枝形铜粉烧结多孔微通道可以有效地抑制压力脉动,使微通道内保持较为稳定的流动沸腾状态。对于制冷剂R134a为工质,以树枝状铜粉为研究对象,实验研究发现:随热流密度增大多孔微通道的换热系数先增大至某一峰值然后缓慢减小。较大的质量流速可进一步提高微通道内的换热性能;较单一粒径,混合粒径微通道,具有更好的换热性能,临界热流密度CHF值可达到90W/cm2。混合粒径微通道能更好地抑制压力脉动,平均压降与单一粒径样品差异较小。以R134a为工质的多孔微通道在微型冷却领域极具发展潜力。
宣朝辉[5]（2020）在《基于制冷剂沿程相变的蒸发器强化换热实验研究》文中进行了进一步梳理流动沸腾传热发生在石油、化工等各个行业的重要环节,更是制冷系统蒸发器内的主要换热过程,换热器传热性能的优劣直接影响系统性能的优劣,因此,研究强化换热技术对系统的节能性以及运行稳定性都具有重要意义。本文从制冷剂侧对流换热入手,探究一种通过改变制冷剂在管内的干度以此提高制冷剂测对流换热效率的方法。首先通过MATLAB软件编程调用Refprop软件中的物性参数,以水为载冷剂、R134a为制冷剂对一个使用套管式蒸发器的间接冷却制冷系统建立了传热模型,利用数值模拟的方法研究了制冷剂侧对流换热系数对系统运行的影响,得出以下结论:制冷剂侧对流换热系数每增加100W·m-2·℃-1,在制冷剂侧对流换热系数为904W·m-2·℃-1至1300W·m-2·℃-1的条件下,换热面积减小1.5%至2.7%,在制冷剂侧对流换热系数为1400W·m-2·℃-1至2000W·m-2·℃-1的条件下,换热面积减小1.0%至1.5%,在制冷剂侧对流换热系数为2100W·m-2·℃-1至3000W·m-2·℃-1的条件下,换热面积的减小率降至0.6%至0.7%;制冷剂侧对流换热系数每增加100W·m-2·℃-1,当制冷剂侧对流换热系数在904 W·m-2·℃-1至1800W·m-2·℃-1的范围内,载冷剂侧对流换热系数增加0.3%至1%,当制冷剂侧对流换热系数在1900W·m-2·℃-1至3000W·m-2·℃-1的范围内,载冷剂侧对流换热系数增加0.1%至0.2%;制冷剂侧对流换热系数每增加100 W·m-2·℃-1,制冷剂侧对流换热系数在904W·m-2·℃-1至1300W·m-2·℃-1的范围内,载冷剂质量流量可提高1.1%至1.9%,制冷剂侧对流换热系数在1400W·m-2·℃-1至2000W·m-2·℃-1的范围内时,载冷剂质量流量可提高0.5%至0.9%,制冷剂侧对流换热系数在2100W·m-2·℃-1至3000W·m-2·℃-1的范围内时,载冷剂质量流量可提高0.2%至0.4%;随着制冷剂侧对流换热系数的提升,载冷剂出口温度和制冷系统COP分别呈现下降和上升的趋势。在R134a水平光滑直管内流动沸腾传热实验中,得出以下结论:在实验工况下,R134a局部对流换热系数随干度的变化呈先下降后上升再下降的趋势,将局部对流换热系数的最大值对应的干度称为临界干度;临界干度随着制冷剂质量流量的增大而增大,随着热流密度的增大而减小,蒸发温度升高,临界干度也会在一定程度上出现降低,在实验工况下,制冷剂质量流量由49.68kg·m-2·s-1上升至247.94kg·m-2·s-1,对应的临界干度由0.45上升至0.54,热流密度由5.083 kW·m-2上升至14.897 kW·m-2,对应的临界干度由0.51降至0.42,蒸发温度由0℃上升至10℃,临界干度由0.50降为0.45;相同蒸发温度和热流密度的条件下,制冷剂质量流量越大,同一干度对应的R134a局部对流换热系数越高,且这种趋势在干度为0.3至0.6的范围内更加明显;相同制冷剂质量流量和蒸发温度的条件下,在干度小于0.6的区域内,热流密度越大,同一干度对应的R134a局部对流换热系数越大,当干度大于0.6的情况下,增大热流密度会导致流动沸腾传热的恶化,此外还可以发现,热流密度越大,核态沸腾在整个流动沸腾传热中所占的比重越高;在相同的制冷剂质量流量和热流密度的条件下,蒸发温度越高,同一干度对应的R134a局部对流换热系数越大。在不同的R134a质量流量分配、热流密度和蒸发温度下,对R134a进行补液实验,补液点在实验段1/3处,实验结果显示:随着换热的进行,R134a局部对流换热系数分为4个阶段,首先是补液点前,这与普通的流动沸腾换热情况相似,第二阶段出现在补液之后,约占换热管总长度的1/2,局部对流换热系数急剧升高,然后快速下降,当扰动逐渐平稳后进入第三阶段,该阶段约占了换热管长度的1/3,在该阶段,管内制冷剂流型进入环状流,随着干度的增大,局部对流换热系数升高,换热的第四阶段,局部对流换热系数出现下降的趋势,这是由于制冷剂蒸干后换热管周向导热不均引起的;在相同工况下,补液实验中的R134a临界干度（0.60至0.75）较水平直管实验中的数据（0.450.58）大;在本文的实验工况下,补液实验中R134a平均对流换热系数较相同条件下水平直管实验中测的数值大15.2%至20.3%;主流区和补液部分制冷剂质量流量的分配对换热效率的提高有较大影响。
于俊杰[6]（2020）在《采用汽液相分布调控强化沸腾换热研究》文中进行了进一步梳理随着微加工工艺的发展,电子芯片的集成度越来越高,设备的热流密度急剧增大,产生的高热通量会对电子设备的性能稳定性和寿命产生极为不利的影响。传统的散热方式例如空冷、风冷等,不再能继续满足如此大的热通量去除需求。微纳米尺度通道结构由于其更高的比表面积允许更有效地移除高热通量,另一方面,微通道沸腾换热时发生相变过程,工质从液态转变为气态时吸收大量的汽化潜热,是一种高效的散热方式。在常见的微通道结构流动沸腾换热过程中,液体工质在相对较高的壁面过热度下处于高过热的亚稳定状态,一旦核化穴处发生气泡核化,小气泡便迅速生长充满整个微通道的流动界面,过热的亚稳态液体内储存的能量通过有限的气液界面进行集中且快速地释放,导致气液界面迅速膨胀,使得通道内流量、压降、温度等产生大幅脉动,气液界面甚至会倒流到微通道入口的储液槽,同时产生热应力,会一定程度造成芯片的热疲劳损耗,对微通道换热器的稳定运行有不利影响。为了改善这一问题,本文针对微通道流动沸腾提出两种对汽液两相流进行汽液相分布调控来强化流动沸腾换热的新思路,构建了基于汽液多相流体交错分割以及汽液分相的两类新型微通道强化沸腾换热结构。对比研究了交错分割式微通道结构、分相式微通道结构和普通并联微通道的沸腾换热特性,同时结合高速可视化图像分析,研究了分割式微通道结构和分相式微通道内流型变化规律,揭示了两类结构调控相分布以及强化流动沸腾换热的机理。对于分割式微通道,工质进入微通道受热产生汽液相变,在流动过程中通过微通道阵列多次交错分割,能同时实现五类强化传热模式:（1）气相分割使得气泡在其总体积不变但表面积增加,从而增加了气液潜热交换面积强化潜热传热;（2）气相分割使得气泡数量增加,从而增加了气泡扰流区域,增强气泡周围的微对流传热;（3）液相的边界层脱离和再发展强化对流显热传热;（4）气相的分割延缓了大气泡聚合成蒸汽膜覆盖通道导致的传热恶化,提高了临界热流密度;（5）液相的周期性分割可使近壁区热边界层周期性的脱离和重新在发展,由于热边界层的热阻较大,周期性破坏边界层可显着减小近壁区换热热阻,提高对流显热交换。对于分相式微通道,当通道内未发生相变时,由于横向渐扩结构以及两侧的通道较宽,最外侧的两个通道流动阻力较小,其流量大于中间区域通道;当上游发生相变时,开始产生的微小气泡一小部分进入中心区域的窄通道内,大部分则向通道两侧的宽通道内扩散。上游微通道流出的气泡大部分通过渐扩区域流向了流动阻力较小的两侧通道,此时下游微通道在一定程度上起到了气泡过滤器的作用,实现了气泡主要在两侧流动,中间区域的通道入口大部分是液相,这种汽液分相流动抑制了通道内汽液混合流动时由于界面迅速膨胀导致的不稳定性。随着截面平均含气率的增大,两侧通道内较多的蒸汽聚集,产生了气体堵塞效应。两侧通道内汽液界面在横向渐扩结构内向中心区域通道膨胀,由于蒸汽压克服了汽液界面进入下游中心区域通道的界面张力,蒸汽开始进入下游通道,并在通道内形成了拉伸的弹状流（类环状流）,这种类环状流的薄液膜蒸发模式极大地强化了传热。研究发现,分相式通道的强化换热效果最好,分割式通道次之,普通并联微通道的换热效果相对最差。在三种不同表面结构微通道中,整体的压降分割式通道最高,普通并联微通道次之,分相式通道最小。采用强化换热综合评价因子来比较,发现质量流速在G=1.5g/s,功率密度q=320kW/m2的情况下,以普通并联式通道为基准,分割式微通道的强化换热综合评价因子达到最大值1.17,分相式通道的强化换热综合评价因子达到最大值1.93。
张添[7]（2019）在《用于高热流密度大功率散热的复合液体冷却技术研究》文中研究表明伴随着各类有效载荷的小型化、轻量化发展趋势,各类光/电子器件向着更高集成度、更大功率方向发展,对热控系统带来更严苛的散热需求。各类液体冷却技术如微通道冷却、射流冲击冷却等具有集成度好、传热效率高的优势,但在应用于大尺寸热源冷却时,采用单相及两相传热均会面临新的挑战,如受限空间内流动沸腾不稳定性、面温度不均匀性增加及大流量导致的总阻力损失过大等问题。本文主要针对十瓦每平方厘米至百瓦每平方厘米级、总发热功率千瓦级的“高热流密度、大功率”散热需求和液体冷却技术遇到的问题,开展相关的设计与实验研究。借鉴轴向槽道热管结构良好的气、液分离工作特性,提出并研制了一种带蒸汽腔的Ω型复合微小通道热沉,用以解决大面积、高热流密度能量收集时,由于通道内部乏汽排除不畅产生“气塞”和“返流”现象,进而导致流动沸腾不稳定性、传热恶化的问题。Ω型微小通道热沉底板包含20个Ω形平行通道作为液体流道,肋顶端与盖板下表面之间连通的空腔作为两相传热时的气体流道,并以石英玻璃作为可视化盖板材料。基于闭式泵流体回路,搭建了热沉性能初始测试平台,分别测试了无水乙醇、HFE 7100电子氟化液为工质时的流动及传热特性。实验结果表明:1)随着加热热流密度的逐步增加,热沉与流体之间的流动及传热状态,依次由单相强迫对流经核态沸腾并最终达到过渡沸腾状态,成功实现了高热流密度工况时气、液工质分区域流动。2)使用无水乙醇为工质时,当工质流量最小为5.48mL/s时,有效加热热流密度最高为30.3W/cm2（总加热功率762.3W）,此时获得的最大传热系数为9494W/（m2·K）。根据“场协同理论”中关于速度梯度方向和热流方向协同性越好,则对流传热强度越高的理论,为进一步优化传统微通道冷却技术的散热性能,结合多孔介质结构促进两相对流传热,设计了复合光滑/粗糙肋化受冲击表面结构的分布式复合射流冷却热沉（SL13）。使用ANSYS FLUENT软件对热沉整流区、分布式射流孔板等进行了校核数值计算。研制可视化射流冷却测试件,并搭建高速显微摄像平台,验证了上述受冲击表面强化结构对促进相变的发生、提高临界热流密度等方面的有效性。针对可用于30×30mm2热源散热的三种复合不同表面结构的分布式复合阵列射流冷却热沉（平板表面SL1、光滑针肋表面SL2、外覆烧结多孔层（120150μm）的粗糙针肋表面SL3）,测试了低雷诺数条件下（Re<1200）,不同入口工质流量、入口过冷度及安装倾斜角对热沉性能的影响,并得到了考虑入口过冷度时各热沉的传热性能半经验计算公式,对应的平均绝对误差<6.0%。以无水乙醇为工质的四种可视化射流冷却测试件（KS14）,固定工质入口过冷度60±1K,可视化实验结果显示:当有效加热热流密度固定为82.5±2.5 W/cm2、工质流量范围1.07.5（±0.5）mL/s时,随着工质流量逐渐降低时,采用肋化结构的测试件KS24均可明显的观测到,随着射流腔内部的工质由分层湍流逐步进入泡状流、弹状流及环状流,工质与壁面间的传热由单相强迫对流发展为核态沸腾及膜态沸腾,即两类肋化表面均可有效促进相变的发生。针对三种（SL13）分布式复合阵列射流冷却热沉的相关性能测试结果表明:1)使用无水乙醇为工质,增加工质流量均可有效的降低壁面过热度、提高临界热流密度、增加单相对流传热系数,但在两相区会小幅度的增加温度不均匀性,且会增加热沉的阻力损失。2)增大入口过冷度可以小幅度的增加临界热流密度CHF,但对应的传热系数会下降,同时对温度均匀性影响不大。3)与水平安装相比,竖直安装时热沉临界热流密度和传热系数会出现小幅度衰减,但总体上热沉性能受工质流量的影响更大。4)根据压降振荡幅频特性的差异,可将固定入口条件、逐步增加加热热流密度时的整个运行过程划分为Part14四个区域,作为系统内部传热模式的辅助判据,各区域分别对应单相强迫对流传热、稳定核态沸腾、过渡沸腾及饱和沸腾。5)综合对比所有实验结果,采用光滑针肋表面的分布式复合射流冷却热沉SL2水平正向安装,在工质入口过冷度60K、工质流量10.2mL/s时,获得的全局最大临界热流密度CHFmax为160W/cm2（总有效加热功率1440W）,此时换热系数h为17921W/（m2·K）;在工质入口过冷度为50K、工质流量为12.7mL/s时,全局的最大传热系数?为18341W/（m2·K）,此时有效加热热流密度为140W/cm2。与前述优化后的微通道冷却热沉相比,复合射流冷却热沉具有更优的传热性能。6)建立了包含过冷度影响的核态沸腾传热系数模型,具有更好的普适性,同时针对前人基于单孔射流的CHF关联式进行进一步优化,明确射流速度、射流孔径和工质流量对热沉性能影响的相互作用。
张亮[8]（2019）在《Ω型凹槽微通道内的汽泡行为及流动沸腾特性》文中研究指明微通道的流动沸腾散热方式具有体积小、传热速率高等优势,是解决高热流微电子器件冷却问题的有效方式之一。在微通道的受热壁面上开设凹槽的人工汽化核心方法,能够有效降低微通道流动沸腾的不稳定性及强化沸腾换热。凹槽微通道的流动沸腾换热特性与其内部发生的汽泡行为、汽液两相流型演变密切相关。探讨凹槽微通道发生流动沸腾过程中的汽泡行为、流型演变等,有助于改善微通道沸腾换热的性能,认清微通道流动沸腾的换热机制。本文在平直微通道的受热壁面上开设Ω型凹槽,基于CFD-Fluent软件的VOF模型,补充编译用户自定义函数,构建微通道内的流动沸腾换热模型。重点研究Ω型凹槽微通道流动沸腾过程中的汽泡行为、汽液两相流型演变及流动沸腾换热特性等。依据数值计算结果,基于Matlab人工神经网络工具箱,采用BP、RBF神经网络对Ω型凹槽微通道内的汽液两相流型进行识别。主要工作和结论如下:（1）考察Ω型凹槽微通道流动沸腾的汽泡行为。相比于常规平直微通道,Ω型凹槽微通道中的汽泡行为明显不同,主要体现在汽泡的成核、脱离及聚并行为不同。Ω型凹槽微通道内的聚并汽泡与加热壁面间能较好地维持液膜薄层,降低通道主流区温度,改善流动沸腾的不稳定性。（2）探讨Ω型凹槽微通道中的汽液两相流型演变特征。数值模拟结果发现,在Ω型凹槽微通道中的汽液两相流型有孤立泡状流、受限泡状流、拉伸泡状流及环状流等。分析流速、凹槽结构对出口区域流型演变的影响,结果发现,随着流速的增大,汽液两相流型从环状流转变为拉伸泡状流,并有发展为孤立泡状流的趋势。凹槽结构的差异会对流型产生不同程度的影响。（3）对比不同结构Ω型凹槽的微通道沸腾换热系数与压降特性。结果表明,不同结构下,Ω型凹槽微通道的强化沸腾换热效果有所不同。一定的凹槽深度、凹腔直径可以改善流动沸腾不稳定性,但深度过深会引起凹槽局部蒸干,直径过大会增加通道内的汽泡份额,从而减弱强化换热效果。Ω型凹槽微通道内的压降均高于平直微通道,且凹腔直径对压降的作用更为显着。（4）采用BP、RBF神经网络识别Ω型凹槽微通道内的汽液两相流型。依据数值计算所得到的流型,提取并处理相关特征数据,构建相应的神经网络模型,将训练样本输入到网络中进行训练,并测试网络整体性能。结果发现,BP、RBF神经网络对测试集流型的识别成功率分别为94.4%、88.9%。两种神经网络的流型识别都具有较好的准确性,为凹槽微通道内的流型识别提供了新思路。
梅勇[9]（2018）在《低流量下倾斜矩形流道内两相流动及CHF机理研究》文中研究说明为保证核电站的安全性,采用反应堆压力容器外部冷却（ERVC）方案实现严重事故下堆内熔融物滞留（IVR）的策略是目前最重要的非能动严重事故缓解措施。虽然已经开展了以工程验证为目的的针对不同类型机组的IVR-ERVC系统工程验证性试验,但是对于IVR-ERVC中沸腾现象及临界热流密度（CHF）机理的研究还很有限。由于反应堆下封头熔融物分布和传热特性不确定度较大,工程验证试验结果难以用于严重事故的准确分析和系统的优化设计。因此,本文采用矩形流道内低流量流动沸腾来模拟IVR-ERVC系统窄缝通道内的自然对流沸腾,通过改变流道倾角和入口质量含气率对IVR-ERVC系统中的沸腾传热特点和CHF机理进行深入研究。首先,基于严重事故下反应堆压力容器下封头外部窄缝通道内,上游的两相流状态随着倾角位置的变化而变化,会对下游的沸腾传热和CHF造成影响的特点,本文对不同质量流速和质量含气率工况对应的不同倾角矩形流道中两相流分布及平均空泡份额进行实验和理论研究,并结合CFD数值模拟对两相流的倾角效应进行了分析。实验结果表明,弹状流和搅拌流下,平均空泡份额随着倾角增大,呈现先减小后增大的趋势。考虑倾角效应后对漂移流模型中的分布参数和漂移速度进行分析,结果表明漂移速度随倾角先增大后减小,这是造成平均空泡份额随倾角非单调变化的主要原因。同时,CFD模拟结果表明采用欧拉-欧拉非均相两流体模型并考虑相间作用力能够对本实验的两相流分布和平均空泡份额进行较好的预测,不同倾角下重力方向的改变造成气相速度场的差异使得平均空泡份额随倾角非单调变化。其次,将影响CHF的各个因素进行分离,研究单个因素对于CHF的影响规律。通过实验的方法,分别调节流道倾角、质量流速和入口质量含气率,研究这些因素对于矩形流道单面局部加热表面的沸腾传热和CHF影响规律。实验中流道倾角的变化范围为1590°,质量流速变化范围为110288 kg/（m2s）,质量含气率变化范围为0.0030.036。沸腾传热实验结果表明,实验范围内质量流速和质量含气率对传热系数几乎无影响;倾角对传热系数的影响明显,大于45°的角度区间内,传热系数基本不随倾角变化,与90°倾角下的传热系数保持一致;在1545°倾角区间内,传热系数基本保持一致,相对90°倾角下的传热系数减小。通过对比不同的饱和沸腾换热经验关系式,发现Liu和Winterton公式对90°倾角下的沸腾传热系数预测较好。考虑倾角的影响,对该公式进行修正后预测本实验的传热系数,精度在-18%至15%之间。CHF实验结果表明,在测试工况范围内,质量流速、质量含气率和流道倾角的增大都能提高CHF;流道倾角对CHF的影响受到质量流速和质量含气率的共同影响;整体上CHF随倾角的增大而增大,较大的质量流速和质量含气率能够削弱CHF的倾角效应。最后,基于实验结果,结合微液层蒸干理论和分离流理论对低质量流速、低含气率的不同倾角下单面局部加热流道的流动沸腾进行分析建模,开发了新的CHF预测模型。该模型弥补了现有研究中关于不同倾角的低压、低质量流速和低含气率下饱和流动沸腾CHF模型的不足,能够较好地预测不同倾角的低压、低质量流速和低含气率条件下饱和流动沸腾CHF,整体误差在-25%至20%以内。
张建强[10]（2018）在《组合发动机预冷器微小管道内低温工质流动传热机理研究》文中认为本文主要针对预冷组合循环发动机及其预冷器开展工作,验证了空气预冷组合发动机循环方案及预冷器的作用,并开展了预冷器换热管内低温工质的流动沸腾传热研究,能够对预冷器设计提供一定指导。针对空气深度预冷组合循环发动机开展性能分析计算,选择SABRE作为研究对象,采用部件法进行准稳态建模,匹配计算得到了吸气式模态下飞行走廊内发动机的性能参数变化规律,并研究了预冷器对发动机性能的影响作用。结果表明推力计算误差小于6%,模型能够较为准确地模拟SABRE发动机吸气式模态的性能参数;该发动机兼具火箭发动机大推力和航空发动机高比冲的特点,吸气式模态下比冲介于2800044000s;氦气回路需要添加减压器,通过调节减压器开度可使回路压力保持平衡;通过预冷器将入口空气温度降低,可使发动机高度速度区间拓宽至25kmMa5,实现高超声速飞行。从?守恒角度出发,分析计算了吸气式模态下发动机循环效率的变化规律,确定了循环过程的关键影响因素是当量比,并提出了循环优化方法。结果表明:飞行走廊内,发动机循环效率介于29.7%41.7%,喷管出口燃气排出的?主要为未燃烧的氢气所具有;发动机各部件都存在?损失,其中主燃烧室、预燃室、预冷器和高温换热器四部分的损失大于总损失的71.3%;预冷器的性能提升对发动机非常重要,据此提出两种循环优化方案,其中氦气回路调节是通过提高预冷器出口氦气温度,而氦气再循环方案则是增加预冷器局部冷却剂流量,两种方案均能够提高预冷器换热性能,可使循环效率分别提高3%和5.6%。预冷器结构参数和性能计算模型对发动机性能产生影响,尤其是换热管内流动传热模型影响工况边界,需要采用准确的微小通道流动传热模型,有必要开展微小通道内低温工质流动传热特性研究。综合采用试验、数值仿真和理论分析的方法,对小通道换热管内低温工质流动传热特性开展了研究,建立了低温工质流动传热试验系统,系统通过抽真空和降低环境温度结合的方式降低环境热流影响,可满足微小流量低温工质试验要求。微小通道内液氮单相流动换热特性受热流密度、质量密流和管径影响,当壁面粗糙度较小时,基本可以采用常规通道关联式预测;而粗糙度较大时,考虑了粗糙度影响的Colebrook和Gnielinski关联式具有较高的预测精度。液氮两相流动压降特性可由均相模型预测,随着热流密度的增大,沸腾换热系数先增大后减小;密流和入口压力的增加有利于提高换热系数;管径越小,换热系数越大。液氮的沸腾换热随干度可以划分为两种区域:饱和沸腾区和传热恶化区,临界干度为0.15。其中饱和沸腾区的换热系数随着干度的增大而逐渐降低,在低干度时以核态沸腾为主导换热模式,随着干度的增大,逐渐出现液膜的局部蒸干,主导换热模式为膜态沸腾。Tran关联式更适用于小通道中的液氮流动沸腾换热系数预测,对0.5mm和1.2mm通道的对流换热系数平均预测精度分别为35%和45%。气泡生长过程主要受热力控制,气泡生长前期维持球形状态,其直径随时间基本成线性增长,直到通道尺寸效应发挥作用,壁面限制作用将使气泡向上下游迅速膨胀。增大液体过热度、降低系统压力、减小入口速度、减小管径,气泡生长速度将会越快。气泡生长频率越大,相邻的两个气泡越容易融合,拉长气泡的形成是气泡生长与融合的共同作用;降低气泡生长频率,气泡融合现象不再出现,各气泡相互独立生长。
二、环状狭缝通道流动沸腾换热的实验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、环状狭缝通道流动沸腾换热的实验研究（论文提纲范文）
（1）开放型多孔材料微通道流动沸腾实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号对照表 |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 微通道流动沸腾研究现状综述 |
| 1.2.1 气泡行为与流型特征研究 |
| 1.2.2 换热与压降特性研究 |
| 1.2.3 流动沸腾不稳定性研究 |
| 1.2.4 强化换热研究 |
| 1.3 目前存在的问题 |
| 1.4 研究目标及内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 铜粉烧结多孔结构参数及流动沸腾实验方法 |
| 2.1 烧结多孔结构参数 |
| 2.1.1 孔隙率计算与测试 |
| 2.1.2 孔径分布统计 |
| 2.1.3 渗透率计算 |
| 2.1.4 毛细性能计算 |
| 2.2 实验件及实验系统 |
| 2.2.1 实验件制备 |
| 2.2.2 流动沸腾实验系统设计与搭建 |
| 2.3 数据处理方法 |
| 2.3.1 流动沸腾参数 |
| 2.3.2 不确定度 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 开放型多孔材料微通道气泡行为及流型特征分析 |
| 3.1 气泡行为特性 |
| 3.1.1 汽化核心理论模型 |
| 3.1.2 气泡生长模型 |
| 3.2 流型转换特征 |
| 3.2.1 开放型密实材质与多孔材料微通道流型对比 |
| 3.2.2 狭缝高度的影响 |
| 3.2.3 开放型多孔结构微通道内分层流的形成与传热机制 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 开放型多孔材料微通道流动沸腾换热特性研究 |
| 4.1 沸腾曲线影响因素分析 |
| 4.1.1 铜粉种类的影响 |
| 4.1.2 质量流速的影响 |
| 4.1.3 狭缝高度的影响 |
| 4.2 换热系数影响因素分析 |
| 4.2.1 铜粉种类的影响 |
| 4.2.2 质量流速的影响 |
| 4.2.3 开放型结构的影响 |
| 4.3 多孔材料微通道流动沸腾三相耦合热质传递机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 开放型多孔材料微通道压降及不稳定性研究 |
| 5.1 压降影响因素分析 |
| 5.1.1 铜粉种类的影响 |
| 5.1.2 热流密度与质量流速的影响 |
| 5.1.3 狭缝高度的影响 |
| 5.2 不稳定性研究 |
| 5.2.1 热流密度与质量流速的影响 |
| 5.2.2 狭缝高度的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文主要结论 |
| 6.2 研究创新点 |
| 6.3 工作不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）LNG阀门换热研究及长颈阀盖间隙优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微细通道流动沸腾研究现状 |
| 1.2.2 冷量损失研究现状 |
| 1.3 阀门减少冷量损失的方法 |
| 1.4 本课题主要研究内容 |
| 第2章 低温阀门概述及两相流简述 |
| 2.1 液化天然气(LNG)简介 |
| 2.1.1 LNG的基本性质 |
| 2.1.2 LNG阀门的特殊要求 |
| 2.2 LNG低温阀门简介 |
| 2.3 两相流简述 |
| 2.3.1 流型研究 |
| 2.3.2 沸腾换热简介 |
| 2.3.3 两相流的计算模型 |
| 2.4 LNG阀门传热过程 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 LNG阀门流动沸腾过程数值模拟研究 |
| 3.1 LNG阀门流动沸腾过程的计算模型 |
| 3.1.1 流体体积函数模型 |
| 3.1.2 质量守恒方程 |
| 3.1.3 动量方程 |
| 3.1.4 能量方程 |
| 3.1.5 用户自定义函数 |
| 3.1.6 表面张力及壁面粘附 |
| 3.1.7 模拟流程 |
| 3.2 几何模型 |
| 3.2.1 低温球阀的二维简化图 |
| 3.2.2 几何模型的简化 |
| 3.2.3 网格的划分及网格无关性的验证 |
| 3.3 界面附近的插值 |
| 3.4 边界条件及求解的设置 |
| 3.5 数值模拟结果及分析 |
| 3.5.1 流型的变化 |
| 3.5.2 对流换热系数计算 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 LNG阀门换热特性研究 |
| 4.1 对流换热现象的影响因素 |
| 4.2 影响沸腾传热的因素 |
| 4.3 LNG阀门技术性能判断的依据 |
| 4.4 LNG阀门影响对流换热系数的因素 |
| 4.4.1 入口压力 |
| 4.4.2 热流密度 |
| 4.4.3 入口温度 |
| 4.4.4 壁面厚度 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 LNG阀门长颈阀盖间隙优化 |
| 5.1 LNG阀门温度场分析 |
| 5.1.1 建立三维模型 |
| 5.1.2 确定材料参数 |
| 5.1.3 网格的划分 |
| 5.1.4 给定温度边界条件 |
| 5.2 温度场模拟结果及分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 1 结论 |
| 2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录 B UDF 自定义程序 |
（3）倾斜环状管内负压沸腾换热特性的实验研究与数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 选题的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 .热管的研究现状 |
| 1.2.1.1 热管的工作原理与分类 |
| 1.2.1.2 热管工质的选择 |
| 1.2.2 环状管换热器的研究现状 |
| 1.2.3 管内沸腾两相流的实验研究现状 |
| 1.2.3.1 单管内两相流实验研究现状 |
| 1.2.3.2 环状管内两相流的实验研究现状 |
| 1.2.4 管内沸腾两相流的数值模拟研究现状 |
| 1.2.4.1 单管内沸腾两相流的数值模拟研究 |
| 1.2.4.2 环管内沸腾两相流的数值模拟研究 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 多倾角环状管沸腾两相流实验台的搭建与实验方法 |
| 2.1 实验台的构成 |
| 2.2 实验台测试段可视化的构建 |
| 2.3 实验台各部件响应测试与误差分析 |
| 2.4 实验方案 |
| 2.4.1 实验台的开启 |
| 2.4.2 稳定工况实验数据的采集 |
| 2.4.3 实验台的停止 |
| 2.5 实验结果的处理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 多倾角环状管沸腾两相流的换热特性 |
| 3.1 倾角与系统充注率对环状管蒸发器温度分布特性的影响 |
| 3.2 倾角与系统充注率对环状管蒸发器平均表面换热系数的影响 |
| 3.3 倾角对环状管沸腾流型的影响 |
| 3.3.1 喷涌现象 |
| 3.3.2 倾斜环状管沸腾两相流流型 |
| 3.3.2.1 倾角0°时的环状管两相流流型 |
| 3.3.2.2 倾角10°、20°时的环状管两相流流型 |
| 3.3.2.3 倾角30°~75°时的环状管两相流流型 |
| 3.3.2.4 倾角90°时的环状管两相流流型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 倾斜环状管内两相流的数值模拟方案 |
| 4.1 数值模拟模型的选择 |
| 4.1.1 多相流模型的选择 |
| 4.1.2 湍流模型的选择 |
| 4.1.3 相变模型的选择 |
| 4.2 数值模拟方案 |
| 4.2.1 负压工况数值模拟方案 |
| 4.2.2 数值模拟三阶段方案 |
| 4.3 数值模拟方案的具体执行 |
| 4.3.1 物理模型的建立与网格划分 |
| 4.3.2 ANSYS Fluent15.0 中各参数设定步骤 |
| 4.4 数值模拟收敛判断标准 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 0°与90°环状管内两相流的数值模拟结果分析 |
| 5.1 相变因子r对环状管负压沸腾两相分布的影响 |
| 5.2 相变因子r对倾斜环状管负压沸腾换热性能的影响 |
| 5.3 倾斜环状管速度场分布情况及其对温度场的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 附录 |
| 致谢 |
（4）结构参数对多孔微通道沸腾换热特性影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 微通道的国内外研究现状 |
| 1.2.1 普通微通道沸腾换热性能研究 |
| 1.2.2 微通道内流动不稳定性研究 |
| 1.2.3 新型微通道的发展 |
| 1.3 多孔表面沸腾强化研究现状 |
| 1.4 课题研究的主要内容 |
| 第2章 水/制冷剂多孔微通道实验系统 |
| 2.1 工质为水的实验系统 |
| 2.1.1 微型泵 |
| 2.1.2 微通道测试室 |
| 2.1.3 加热系统 |
| 2.1.4 数据采集系统 |
| 2.1.5 实验原理与步骤 |
| 2.1.6 实验工质 |
| 2.2 工质为制冷剂的实验系统 |
| 2.2.1 介质驱动部分 |
| 2.2.2 微通道测试段部分 |
| 2.2.3 冷却液供给部分 |
| 2.2.4 数据测量采集系统 |
| 2.2.5 其他系统元件介绍 |
| 2.2.6 实验原理与步骤 |
| 2.2.7 实验工质 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 多孔微通道制作方法与样品表征 |
| 3.1 多孔微通道的制作方法 |
| 3.1.1 石墨模具加工 |
| 3.1.2 烧结炉 |
| 3.1.3 烧结时间与温度 |
| 3.1.4 多孔微通道烧结与脱模 |
| 3.1.5 铜粉形状与烧结底厚 |
| 3.2 多孔微通道样品表征 |
| 3.2.1 铜粉形状 |
| 3.2.2 多孔微通道的孔隙率及测量方法 |
| 3.2.3 多孔微通道的表面润湿性 |
| 3.3 数据处理及不确定性分析 |
| 3.3.1 数据处理 |
| 3.3.2 不确定性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 铜粉形状对多孔微通道沸腾换热特性影响的研究 |
| 4.1 铜粉形状对单一粒径多孔微通道沸腾换热特性的影响 |
| 4.1.1 不同粒径大小的条件下不同铜粉形状多孔微通道传热性能分析 |
| 4.1.2 烧结厚度影响 |
| 4.1.3 低过冷度条件下不同铜粉形状多孔微通道传热性能分析 |
| 4.1.4 铜粉形状对单一粒径多孔微通道流动不稳定性影响 |
| 4.2 铜粉形状对混合粒径多孔微通道沸腾换热特性的影响 |
| 4.2.1 铜粉形状对不同粒径混合的多孔微通道传热性能影响 |
| 4.2.2 不同质量流量的影响 |
| 4.2.3 入口过冷度的影响 |
| 4.2.4 铜粉形状对混合粒径多孔微通道压降影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 制冷剂为工质多孔微通道的流动沸腾换热性能研究 |
| 5.1 多孔微通道传热性能研究内容 |
| 5.1.1 质量流率对多孔微通道换热性能的影响 |
| 5.1.2 不同铜粉粒径对多孔微通道流动沸腾换热性能的影响 |
| 5.1.3 单一/混合多孔微通道换热性能的对比 |
| 5.2 制冷剂为工质多孔微通道压力不稳定性分析 |
| 5.2.1 不同流量对于微通道压降性能的影响 |
| 5.2.2 不同粒径对单一粒径微通道压降性能的影响 |
| 5.2.3 单一粒径和混合粒径微通道压力波动性能对比分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（5）基于制冷剂沿程相变的蒸发器强化换热实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 蒸发器强化换热的研究 |
| 1.3 制冷剂沸腾换热的研究 |
| 1.4 制冷剂强化换热的流型可视化研究 |
| 1.5 蒸发器中循环倍率对制冷系统的影响 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第二章 制冷剂侧传热系数对制冷系统的影响 |
| 2.1 研究内容与工质的选定 |
| 2.2 数学模型 |
| 2.2.1 载冷剂物性参数模型 |
| 2.2.2 蒸发器传热模型 |
| 2.2.3 管内压降模型 |
| 2.2.4 制冷系统运行性能模型 |
| 2.3 计算方法 |
| 2.3.1 蒸发器设计的算法 |
| 2.3.2 制冷剂侧对流换热系数对蒸发器面积及载冷剂侧参数的影响的算法 |
| 2.3.3 制冷剂侧对流换热系数对制冷系统运行性能的影响的算法 |
| 2.4 结果与分析 |
| 2.4.1 制冷剂侧传热性能对蒸发器面积的影响 |
| 2.4.2 制冷剂侧传热性能对载冷剂侧运行参数的影响 |
| 2.4.3 制冷剂侧传热性能对制冷系统运行性能的影响 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 强化换热实验系统与数据处理 |
| 3.1 实验系统介绍 |
| 3.1.1 系统结构及原理 |
| 3.1.2 实验系统主要设备 |
| 3.1.3 实验段、预热段和补液段 |
| 3.2 实验参数测量及数据采集 |
| 3.2.1 测量参数与测量仪器 |
| 3.2.2 数据采集系统 |
| 3.3 实验数据处理与误差分析 |
| 3.3.1 数据处理 |
| 3.3.2 不确定度分析 |
| 3.4 实验系统调试及热平衡测试 |
| 3.4.1 热平衡实验 |
| 3.4.2 系统调试 |
| 3.5 实验方法 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 R134a在水平光滑直管内流动沸腾传热的实验研究 |
| 4.1 不同制冷剂质量流量下局部对流换热系数随干度改变的变化规律 |
| 4.2 不同热流密度下局部对流换热系数随干度改变的变化规律 |
| 4.3 不同蒸发温度下局部对流换热系数随干度改变的变化规律 |
| 4.4 对水平管内流动沸腾传热的思考 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 中间补液对R134a水平光滑直管内流动沸腾传热的影响 |
| 5.1 制冷剂质量流量对补液实验中流动沸腾换热的影响 |
| 5.2 热流密度对补液实验中流动沸腾传热的影响 |
| 5.3 蒸发温度对补液实验中流动沸腾传热的影响 |
| 5.4 不同实验中平均对流换热系数的对比 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 本文存在的不足 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文及参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）采用汽液相分布调控强化沸腾换热研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 微通道沸腾换热国内外研究进展 |
| 1.2.1 改变微通道结构促进气液分离强化沸腾换热 |
| 1.2.2 利利用蒸发动量力促进气液路径分离强化沸腾换热 |
| 1.2.3 利用多孔壁/膜分离出蒸汽强化沸腾换热 |
| 1.2.4 微通道吸液芯结构强化沸腾换热 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本文主要创新点 |
| 第2章 实验系统及数据处理 |
| 2.1 实验系统及实验件 |
| 2.1.1 实验件设计 |
| 2.1.2 实验系统 |
| 2.1.3 其他实验设备 |
| 2.2 实验步骤和方法 |
| 2.3 实验数据处理 |
| 2.4 实验误差分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于分相调控的微通道沸腾传热特性 |
| 3.1 壁温变化特性 |
| 3.2 换热系数变化特性 |
| 3.3 强化换热评价因子特性 |
| 3.4 通道平均压降特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 微通道内流动沸腾的高速动态可视化研究 |
| 4.1 气泡动力学特性 |
| 4.1.1 气泡核化 |
| 4.1.2 气泡合并 |
| 4.1.3 气泡分割 |
| 4.1.4 气泡路径调控 |
| 4.2 热流密度对相分布特性的影响 |
| 4.2.1 普通并联式直通道的相分布特性 |
| 4.2.2 分割式通道的相分布特性 |
| 4.2.3 分相式通道的相分布特性 |
| 4.3 流型转化特性 |
| 4.3.1 普通并联直通道内的流型转化 |
| 4.3.2 分割式通道的流型转化 |
| 4.3.3 分相式通道的流型转化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 本文总结 |
| 5.2 未来与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| (一) 发表的学术论文 |
| (二) 申请专利 |
| 致谢 |
（7）用于高热流密度大功率散热的复合液体冷却技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号说明表 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 基于泵流体回路的液体冷却技术研究现状 |
| 1.2.1 四种主要液体冷却技术概述 |
| 1.2.2 泵流体回路的基本构成及运行特性 |
| 1.3 微小通道液体冷却技术研究现状 |
| 1.3.1 微小通道的定义 |
| 1.3.2 微通道内流动沸腾不稳定性问题 |
| 1.4 射流冲击液体冷却技术研究现状 |
| 1.4.1 射流冲击冷却的分类 |
| 1.4.2 射流冲击冷却的发展历史及研究现状 |
| 1.4.3 复合射流冷却技术的研究现状 |
| 1.5 单相/两相流动及传热传质理论模型 |
| 1.5.1 传热系数及临界热流密度 |
| 1.5.2 流动阻力损失特性 |
| 1.6 本文主要研究内容及技术路线 |
| 1.6.1 研究目标及现存问题 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 1.6.3 技术路线 |
| 第2章 实验系统与数据处理方法 |
| 2.1 基于闭式泵流体回路的实验测试系统 |
| 2.1.1 闭式泵流体回路 |
| 2.1.2 冷、热源装置 |
| 2.1.3 数据采集系统 |
| 2.2 高速显微摄像系统 |
| 2.3 实验准备及测试流程 |
| 2.4 数据处理及不确定度分析 |
| 2.4.1 数据处理方法 |
| 2.4.2 误差分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 带蒸汽腔的Ω型微小通道冷却热沉的研究 |
| 3.1 微小通道热沉结构设计 |
| 3.1.1 通道结构 |
| 3.1.2 整流段 |
| 3.1.3 可视化窗口 |
| 3.1.4 模拟热源与温度测量 |
| 3.2 不同工况时的流型转化特性 |
| 3.3 工质流量对热沉性能的影响 |
| 3.3.1 工质物性参数 |
| 3.3.2 沸腾曲线 |
| 3.3.3 传热系数 |
| 3.3.4 温度均匀性 |
| 3.3.5 阻力损失特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 紧凑型分布式复合射流冷却热沉设计及数值计算 |
| 4.1 分布式复合射流冷却热沉结构设计 |
| 4.1.1 整流段 |
| 4.1.2 分布式阵列射流孔版设计 |
| 4.1.3 受冲击表面强化传热设计 |
| 4.2 整流段填充多孔介质数值计算仿真 |
| 4.2.1 数值计算前处理 |
| 4.2.2 FLUENT求解设置 |
| 4.2.3 整流段速度场分布结果 |
| 4.3 分布式阵列射流数值计算仿真 |
| 4.3.1 数值计算前处理 |
| 4.3.2 FLUENT求解设置 |
| 4.3.3 数值计算结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 复合不同肋化表面结构射流冷却的气泡动力学特性 |
| 5.1 可视化射流冷却测试件结构设计 |
| 5.1.1 肋化表面基板 |
| 5.1.2 整流腔 |
| 5.1.3 支撑结构设计与密封方案匹配 |
| 5.2 固定工质流量工况的实验结果与分析 |
| 5.3 固定热流密度工况的实验结果与分析 |
| 5.3.1 光滑肋化结构气泡运动分析 |
| 5.3.2 粗糙肋化结构气泡运动分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 紧凑型复合射流冷却热沉的实验及与理论模型 |
| 6.1 三种紧凑型复合射流冷却热沉 |
| 6.2 工质流量对热沉性能的影响 |
| 6.2.1 沸腾曲线 |
| 6.2.2 传热系数 |
| 6.2.3 温度均匀性 |
| 6.2.4 阻力损失 |
| 6.3 工质过冷度对热沉性能的影响 |
| 6.3.1 沸腾曲线 |
| 6.3.2 传热系数 |
| 6.3.3 温度均匀性 |
| 6.4 安装倾斜角度对热沉性能的影响 |
| 6.4.1 沸腾曲线 |
| 6.4.2 传热系数 |
| 6.4.3 温度均匀性 |
| 6.5 瞬态压力波动特性 |
| 6.5.1 瞬态压力波动模型 |
| 6.5.2 不同热沉结构的压力波动特性 |
| 6.5.3 不同工质流量的压力波动特性 |
| 6.5.4 不同安装倾斜角的压力波动特性 |
| 6.6 传热关联式的建立 |
| 6.6.1 过冷沸腾传热系数 |
| 6.6.2 临界热流密度 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）Ω型凹槽微通道内的汽泡行为及流动沸腾特性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 微通道的定义及划分 |
| 1.3 微通道流动沸腾换热的研究现状 |
| 1.3.1 微通道流动沸腾换热机制 |
| 1.3.2 流动沸腾中的汽泡行为及流型演变 |
| 1.3.3 人工汽化核心的强化沸腾换热 |
| 1.3.4 数值计算的研究进展 |
| 1.3.5 人工神经网络的两相流流型识别 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 数值计算模型与用户自定义函数 |
| 2.1 汽液两相流 |
| 2.1.1 汽液两相流与CFD |
| 2.1.2 汽液两相流模型的适用性 |
| 2.2 VOF模型计算方法 |
| 2.2.1 N-S方程的适用性 |
| 2.2.2 VOF模型方程组 |
| 2.2.3 用户自定义函数(UDF) |
| 2.3 表面张力模型与壁面接触特性 |
| 2.3.1 表面张力模型 |
| 2.3.2 壁面接触特性 |
| 2.4 数值计算方法 |
| 2.4.1 离散方法 |
| 2.4.2 插值方式与离散方式 |
| 2.4.3 VOF模型的压力-速度耦合算法 |
| 2.4.4 时间步长的设定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 微通道的网格化处理与边界条件 |
| 3.1 微通道的几何模型 |
| 3.1.1 几何模型的简化 |
| 3.1.2 二维计算模型 |
| 3.2 微通道的网格化处理 |
| 3.2.1 网格划分 |
| 3.2.2 网格无关性验证 |
| 3.3 参数选择及边界条件设置 |
| 3.3.1 工质物性参数 |
| 3.3.2 初始条件和边界条件的设置 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Ω型凹槽微通道内的汽泡行为及流型演变 |
| 4.1 数值模拟计算结果的可靠性验证 |
| 4.2 Ω型凹槽微通道内的汽泡行为 |
| 4.2.1 汽泡成核 |
| 4.2.2 汽泡脱离 |
| 4.2.3 汽泡聚并 |
| 4.3 Ω型凹槽微通道内的流型演变 |
| 4.3.1 凹槽微通道与平直微通道的流型演变 |
| 4.3.2 不同流速下的流型 |
| 4.3.3 不同凹槽结构下的流型 |
| 4.4 Ω型凹槽微通道的流动沸腾换热特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 人工神经网络对微通道内流型的识别 |
| 5.1 人工神经网络模型 |
| 5.1.1 神经元模型 |
| 5.1.2 神经网络的连接方式 |
| 5.1.3 神经网络的学习规则 |
| 5.2 BP神经网络 |
| 5.2.1 BP神经网络结构 |
| 5.2.2 BP神经网络学习算法 |
| 5.3 RBF神经网络 |
| 5.3.1 RBF神经网络结构 |
| 5.3.2 RBF神经网络的学习训练 |
| 5.4 基于BP神经网络、RBF神经网络的汽液两相流型识别 |
| 5.4.1 基于神经网络的流型识别过程 |
| 5.4.2 应用两种神经网络的流型识别结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文 |
| 附录A BP神经网络的代码实现 |
| 附录B RBF神经网络的代码实现 |
（9）低流量下倾斜矩形流道内两相流动及CHF机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号与标记 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 背景和意义 |
| 1.2 IVR-ERVC中的沸腾传热特点 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 ERVC可靠性实验研究 |
| 1.3.2 倾斜管道中的流型和空泡份额研究 |
| 1.3.3 饱和流动沸腾传热特性研究 |
| 1.3.4 流动沸腾临界热流密度实验研究 |
| 1.3.5 流动沸腾CHF机理模型研究 |
| 1.3.6 流动沸腾CHF模型评价 |
| 1.4 研究目的和主要研究内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 实验装置和实验方案 |
| 2.1 实验回路 |
| 2.2 实验段 |
| 2.3 测量系统 |
| 2.4 实验工况 |
| 2.5 实验方法 |
| 2.6 实验数据处理 |
| 2.7 不确定度分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 倾斜矩形通道中的两相流特性研究 |
| 3.1 可视化流型识别 |
| 3.2 流型图理论与实验结果对比 |
| 3.3 不同流型下的探针信号响应 |
| 3.4 空泡份额实验结果 |
| 3.4.1 倾斜流道中空泡份额分布特性 |
| 3.4.2 倾斜流道中平均空泡份额 |
| 3.5 空泡份额实验结果与现有模型对比 |
| 3.6 空泡份额的漂移流模型改进 |
| 3.6.1 倾角对分布参数的影响 |
| 3.6.2 倾角对漂移速度的影响 |
| 3.6.3 新模型与实验数据的对比 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 倾斜矩形通道中的两相流数值模拟 |
| 4.1 模型和求解 |
| 4.1.1 几何模型 |
| 4.1.2 两相流模型 |
| 4.1.3 界面间作用力模型 |
| 4.1.4 湍流模型 |
| 4.1.5 边界条件与求解 |
| 4.1.6 网格敏感性分析 |
| 4.1.7 气相粒径的敏感性分析 |
| 4.2 倾角对空泡份额分布的影响 |
| 4.3 倾角对气相速度的影响 |
| 4.4 倾角对平均空泡份额的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 倾斜矩形通道中的传热和CHF实验结果分析 |
| 5.1 流动沸腾传热研究 |
| 5.1.1 不同倾角下的流动沸腾曲线 |
| 5.1.2 沸腾传热系数 |
| 5.1.3 沸腾传热关系式对比 |
| 5.2 临界热流密度 |
| 5.2.1 倾角对临界热流密度的影响 |
| 5.2.2 质量含气率对临界热流密度的影响 |
| 5.2.3 质量流速对临界热流密度的影响 |
| 5.2.4 临界热流密度的重力效应分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 临界热流密度模型的开发 |
| 6.1 模型建立 |
| 6.1.1 模型假设 |
| 6.1.2 微液层内两相流动不稳定性分析 |
| 6.1.3 CHF的触发机理 |
| 6.1.4 两相边界层的分离流理论 |
| 6.1.5 倾斜管道中两相流液膜厚度分析 |
| 6.2 CHF预测结果与实验结果对比 |
| 6.2.1 倾角的影响 |
| 6.2.2 质量含气率的影响 |
| 6.2.3 质量流速的影响 |
| 6.2.4 新模型与实验结果的对比 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 本文主要结论 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的学术成果 |
（10）组合发动机预冷器微小管道内低温工质流动传热机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与趋势 |
| 1.2.1 预冷循环组合发动机 |
| 1.2.2 微小通道内流动传热特性 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 1.3.1 论文研究的主要内容 |
| 1.3.2 论文章节安排 |
| 1.4 小结 |
| 第二章 空气深度预冷组合循环发动机模型研究 |
| 2.1 发动机工作原理 |
| 2.2 部件法建模 |
| 2.2.1 计算假设 |
| 2.2.2 主要部件模型 |
| 2.2.3 系统方程 |
| 2.3 发动机高度性能 |
| 2.3.1 设计点参数 |
| 2.3.2 飞行走廊内参数匹配计算 |
| 2.3.3 发动机高度速度特性 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 发动机循环效率和预冷器作用分析 |
| 3.1 热力学第一定律分析 |
| 3.1.1 循环过程 |
| 3.1.2 热力效率 |
| 3.2 热力学第二定律分析 |
| 3.2.1 ?分析方法 |
| 3.2.2 部件?守恒方程 |
| 3.2.3 发动机设计点?分析 |
| 3.2.4 飞行走廊内发动机?分析 |
| 3.3 循环过程优化 |
| 3.3.1 预冷器 |
| 3.3.2 氦气回路 |
| 3.3.3 氦气再循环回路 |
| 3.4 预冷器对发动机性能影响分析 |
| 3.4.1 结构参数 |
| 3.4.2 流动传热模型 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 试验研究基础 |
| 4.1 低温工质流动传热试验系统 |
| 4.1.1 真空低温杜瓦 |
| 4.1.2 供应系统 |
| 4.1.3 电加热系统 |
| 4.1.4 测控系统 |
| 4.1.5 试验段 |
| 4.2 试验研究方法 |
| 4.2.1 试验目的 |
| 4.2.2 试验内容 |
| 4.2.3 试验方法 |
| 4.3 试验流程 |
| 4.3.1 系统调试 |
| 4.3.2 试验步骤 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 微小通道内液氮单相流动传热特性 |
| 5.1 单相流动特性 |
| 5.1.1 单相流动压降分析 |
| 5.1.2 压降特性影响因素分析 |
| 5.1.3 摩擦系数 |
| 5.2 单相换热特性 |
| 5.2.1 对流换热系数 |
| 5.2.2 工况参数的影响 |
| 5.2.3 局部传热特性 |
| 5.2.4 传热关联式 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 微小通道内液氮流动沸腾传热特性 |
| 6.1 流动沸腾传热特点 |
| 6.2 两相流压降特性 |
| 6.2.1 两相流压降计算分析 |
| 6.2.2 压降特性影响因素分析 |
| 6.2.3 两相流压降模型 |
| 6.3 两相流传热特性 |
| 6.3.1 两相流传热特性计算 |
| 6.3.2 沸腾曲线 |
| 6.3.3 换热分区及局部传热特性 |
| 6.3.4 传热特性影响因素分析 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 微小通道内气泡生长过程数值计算 |
| 7.1 数值计算模型 |
| 7.1.1 控制方程 |
| 7.1.2 VOF方法 |
| 7.1.3 相间输运模型 |
| 7.1.4 网格划分 |
| 7.1.5 数值计算设置 |
| 7.1.6 网格无关性验证 |
| 7.1.7 计算模型验证 |
| 7.2 过热液体中气泡生长过程影响因素研究 |
| 7.2.1 气泡典型生长过程 |
| 7.2.2 影响因素研究 |
| 7.3 气泡实际生长过程 |
| 7.3.1 气泡典型生长过程 |
| 7.3.2 影响因素研究 |
| 7.3.3 多气泡生长过程 |
| 7.4 小结 |
| 第八章 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
四、环状狭缝通道流动沸腾换热的实验研究（论文参考文献）
- [1]开放型多孔材料微通道流动沸腾实验研究[D]. 孙明美. 北京交通大学, 2021
- [2]LNG阀门换热研究及长颈阀盖间隙优化设计[D]. 贺国飞. 兰州理工大学, 2020(02)
- [3]倾斜环状管内负压沸腾换热特性的实验研究与数值模拟[D]. 刘玉清. 青岛大学, 2020(01)
- [4]结构参数对多孔微通道沸腾换热特性影响研究[D]. 徐海洋. 江苏科技大学, 2020(03)
- [5]基于制冷剂沿程相变的蒸发器强化换热实验研究[D]. 宣朝辉. 天津商业大学, 2020(10)
- [6]采用汽液相分布调控强化沸腾换热研究[D]. 于俊杰. 华北电力大学(北京), 2020
- [7]用于高热流密度大功率散热的复合液体冷却技术研究[D]. 张添. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2019(03)
- [8]Ω型凹槽微通道内的汽泡行为及流动沸腾特性[D]. 张亮. 江苏大学, 2019(02)
- [9]低流量下倾斜矩形流道内两相流动及CHF机理研究[D]. 梅勇. 上海交通大学, 2018(01)
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