脉冲外场作用下振荡流热管传热及振荡运动特性研究

摘要

本文成功搭建了脉冲加热振荡流热管可视化试验台。采用脉冲直流电源代替常规恒压恒流电源，加热玻璃振荡流热管。振荡流热管加热段均匀镀有透明加热膜和金属接点，方便脉冲加热。同步观测振荡流热管内工质振荡和加热段冷却段工质温度。研究振荡流热管在脉冲加热作用下加热段与冷却段平均温差的变化，加热段与冷却段温度波动特征，管内流型改变及管内工质振荡特性。具体如下:
　　1、脉冲加热宽度和加热功率对振荡流热管加热段与冷却段平均温差影响较大，并指出各个加热功率下的最优脉冲参数。同时加热段与冷却段温度振荡周期和幅度也受脉冲加热影响。
　　2、在分析了脉冲加热和持续加热下流型异同的基础上，指出脉冲加热下流型变化有3种优势:一、脉冲加热下汽柱与管壁间的液膜比持续加热薄。二、脉冲加热下环状流范围扩大，提高振荡流热管传热极限功率。三、发现脉冲加热下，环状流有2种传热形式:环状流内蒸发和冷凝循环，环状路局部振荡。
　　3、在较低功率时，由于脉冲加热具有较大的瞬时加热功率，使振荡流热管内出现喷射收缩现象。该现象运动振荡幅度大，能够同时强化显热传热和潜热传热。当加热功率较高时，脉冲间隔具有停止加热，减小加热段压力，帮助冷凝液回流，延缓蒸干的作用。
　　4、计算并分析了脉冲加热下汽泡，汽柱端面的运动位移和速度。指出脉冲加热下，汽泡具有更强的运动振荡能力。分析多个汽柱相互振荡，形成管内类弹簧阻尼振荡，造成管内振荡运动无规律性。分析环状流运动特征，指出环状流下，汽柱对冷却段工质运动作用较小。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 振荡流热管简介

1．3 振荡热管国内外研究现状

1．3．1 振荡流热管理论研究

1．3．2 振荡流热管实验研究

1．4 本课题研究意义

1．5 本课题研究内容

第2章 振荡流热管可视化实验设置

2．1 玻璃振荡流热管

2．2 抽真空灌液系统

2．3 加热及冷却系统

2．4 温度数据测量显示系统

2．5 高速摄像机可视化成像系统

2．6 实验步骤简介

第3章 脉冲加热下振荡流热管传热特性

3．1 不同加热方式下加热段与冷却段间温差的变化

3．2 脉冲加热下振荡流热管的温度振荡

3．2．1 脉冲加热下低功率时温度振荡

3．2．2 脉冲加热下高功率时温度振荡

3．3 本章小结

第4章 脉冲加热下振荡流热管流型特征

4．1 脉冲加热及持续加热下共有流型特征

4．2 脉冲加热下不同于持续加热的流型特征

4．3 本章小结

第5章 脉冲加热下工质运动特征

5．1 往复振荡运动

5．2 喷射收缩现象

5．3 高加热功率下的回流蒸发现象

5．5 本章小结

第6章 脉冲加热下工质位移速度变化特征

6．1 泡状流汽泡位移速度变化特性

6．2 塞状流汽塞速度位移长度变化特征

6．3 环状流汽柱速度位移特征

6．4 本章小结

第7章 结论和展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士期间参加的科研工作

致谢