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微通道中液氮的流动沸腾——换热特性分析
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB657[一般工业技术—制冷工程]
  • 作者机构:[1]上海交通大学制冷与低温工程研究所,上海200240, [2]上海交通大学生命科学技术学院,上海200240
  • 相关基金:国家自然科学基金(50436030)、全国优秀博士论文作者专项基金(200236)和新世纪优秀人才支持计划资助项目.
中文摘要:

对微通道中液氮流动沸腾换热特性进行试验研究和分析。给出典型的沸腾曲线,分析壁温、干度和换热系数沿微通道管程的变化规律,考察热流密度、质量流量和压力对流动沸腾换热的影响。将126个试验数据点与四个换热关联式比较,并对微通道中流动沸腾换热机理进行分析。结果表明,在多数情况下干度和热流密度对沸腾换热系数的影响较小,换热系数主要决定于质量流量和压力,随两者增加而增加,换热以对流蒸发为主导机理。KLIMENKO关联式预测效果最好,TRAN微通道关联式次之,对常规管道得到广泛使用的CHEN关联式和SHAH关联式都远远高估了试验值。基于两相流压降和换热特性分析,推知微通道中的两相流流型不同于常规管道:在低干度情况下,流型以弥散泡状流为主;而在高干度情况下,流型以由雾状汽芯和不规则液膜组成的环状流为主。

英文摘要:

The pressure drop and heat transfer characteristics of liquid nitrogen flow boiling in a circular micro-tube, the heat transfer characteristics are investigated. The typical flow boiling curve is presented, and the effect of heat flux, pressure and mass flux on the flow boiling heat transfer coefficients are clarified. The experimental data are compared with four correlations, and the heat transfer mechanism of liquid nitrogen flow boiling in micro-tube is analyzed. The results show that heat transfer coefficients are independent of the mass quality and heat flux, while increase with the pressure and mass flux. This fact suggests that the dominated heat transfer mechanism should not be the nucleate boiling, but the convective evaporation. Among the four correlations, KLIMENKO correlation can give the best prediction with an error _ 35%, and is followed by TRAN model. The classical CHEN and SHAH correlations for the conventional channels overestimate the experimental data significantly. According to the pressure drop and heat transfer characteristics obtained, the flow pattern of liquid nitrogen flow boiling in micro-tube is reasonably postulated to be different from that in the conventional channels. For low mass quality, it is the dispersed bubble flow; for high mass quality, it is the annular flow with the irregular liquid layer and the "mist" flow of liquid droplet in the vapor core.

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  • 《机械工程学报》
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  • 主编:宋天虎
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  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
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  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
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  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
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  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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