三维微肋螺旋管内的两相流动与沸腾传热

摘要

目前螺旋管内两相流动传热研究主要以光滑螺旋管内的两相流动传热为主，其研究重点为临界热流密度(CHF)，但对制冷剂在微肋螺旋管内两相流动传热还鲜见报道。因此采用微肋与螺旋管二次流相结合的强化传热技术，用新型环保制冷剂R134a来进行实验研究，分析螺旋管内表面为三维微肋结构时对流动沸腾传热的强化机理，具有重要的学术意义和工程应用价值。具体说来有以下内容： 1、对微肋螺旋管内两相流动流型进行了实验观察，作出了流型图，并与水平直管流型进行了分析、比较，解释了两者间的流型差异和微肋螺旋管流型间的转变机理。 2、实验研究了微肋螺旋管内两相流动传热性能，并与光滑螺旋管进行了比较。在质量流率79kg/(m2s)～315kg/(m2s)，热流密度11.0kw/m2～20.0kw/m2时，相对于光滑螺旋管的强化因子为1.5～2.1。 3、采用不同的差分数值离散格式，对螺旋管内单相层流流动换热进行了数值计算，深入了解螺旋管内单相流动及强化换热机理，其计算结果和已有的实验数据非常吻合。 4、对水-钢三维内微肋热管进行了实验研究，为工程实际应用提供了参考实验数据。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要符号表

1绪论

1.1概述

1.2文献综述

1.2.1沸腾传热及强化技术现况

1.2.2螺旋管内单相对流传热

1.2.3螺旋管内两相流动传热

1.2.4螺旋管内两相流型及其压降

1.2.5螺旋管内两相流动理论分析

1.3本课题的主要工作

2实验装置及数据处理

2.1实验装置及测量

2.1.1实验装置

2.1.2实验测量及实验段

2.2实验台的调试及实验过程

2.3实验数据处理

3微肋螺旋管内两相沸腾流动与流型

3.1概述

3.2微肋螺旋管内沸腾换热流型观察

3.3微肋螺旋管内两相沸腾流动流型图

3.4本章小结

4微肋螺旋管内两相沸腾流动传热性能

4.1概述

4.2光滑螺旋管内沸腾传热性能

4.3微肋螺旋管内沸腾传热性能

4.4本章小结

5微肋螺旋管内两相流动阻力性能

5.1概述

5.2光滑直管内沸腾传热压降计算

5.3微肋螺旋管阻力性能

5.4本章小结

6螺旋管内单相层流流动换热数值计算

6.1概述

6.2螺旋管内层流换热模型

6.2.1物理数学模型及控制方程

6.2.2控制方程的无量纲化

6.3控制方程的求解

6.3.1通用控制方程

6.3.2通用离散方程

6.4结果分析

6.4.1流动特性

6.4.2阻力特性

6.4.3换热特性

6.5本章小结

7水-钢三维内微肋热管传热性能实验

7.1概述

7.2实验装置及数据处理

7.2.1实验装置及测量

7.2.2实验数据处理

7.3实验结果分析

7.4本章小结

8结论及后续工作建议

8.1结论

8.2后续工作建议

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间论文发表情况