一、窄隙流道自然对流沸腾流动不稳定性实验研究（论文文献综述）
吴佩霖[1]（2021）在《螺旋细通道内单相强化传热及流动沸腾传热研究》文中进行了进一步梳理随着近年来科学技术的不断提高,许多行业中所使用的设备正朝着微型化的方向发展。由于紧凑的设备在工作时单位面积会产生更高的热量,导致常规的散热手段已经不能满足越来越严苛的设备散热要求。螺旋细通道换热器因其换热面积大、结构紧凑等优势在航空航天及微机电系统等领域得到了广泛的应用,然而由于其特殊结构导致工质在其中的流动传热过程不同于直通道,因此需要对螺旋细通道中的强化换热进行探究以满足更高的散热要求。为给螺旋细通道换热设备的强化提供理论基础,本文采用蒸馏水为工质研究了螺旋细通道内的单相强化传热及流动沸腾传热,研究的具体内容如下:（1）为研究工质为单相状态下涡发生器对矩形截面螺旋细通道传热与熵产的影响,采用RNGκ-ε湍流模型对内置5种不同涡发生器的螺旋细通道的传热和熵产进行了数值研究。选取的涡发生器结构为具有相同长宽高的矩形、棱形、椭圆形及两种放置方式不同的三角形。在热流密度300 k W/m2和雷诺数Re（4500～12000）的条件下,对内置不同涡发生器的螺旋细通道与光滑螺旋细通道的摩阻系数、努赛尔数、热阻、总熵产进行分析。结果表明,在研究的雷诺数范围内,5种加入涡发生器结构的通道内流体努赛尔数、摩阻系数均大于光滑通道,热阻均低于光滑通道。当Re≤7500时总熵产率均低于光滑通道,而7500<Re<12000时反之。综合研究结果表明矩形涡发生器结构能源利用率最佳,但涡发生器对工质为单相状态下螺旋细通道的传热性能提升并不显着。（2）为研究气液两相流在矩形截面螺旋细通道内的液相分布及压降特性并为螺旋细通道中的沸腾传热实验提供理论依据,建立了光滑螺旋通道及内置矩形涡发生器的螺旋通道两种模型,在进口速度uin=0.22～0.32 m/s,进口含气率α=0.55～0.59的条件下以空气-水两相流为工质进行了数值模拟。结果表明同常规尺度螺旋通道相同,在研究的范围内通道内液体受离心力的影响被甩向螺旋通道外侧,而气体分布于通道内侧。进口含气率的增加会减少通道外壁面的液膜厚度。通道内置的矩形涡发生器可使内部工质产生二次流从而增强混合,有效提升截面含气率。除此之外,进口速度的增大、进口含气率的减小及矩形涡发生器的加入均会使矩形螺旋细通道内两相压降增大。（3）实验研究了以蒸馏水为工质的螺旋细通道内沸腾传热过程。实验的质量流率范围为115.92～330.77 kg/（m2·s）,加热功率范围为0～600 W,入口温度取3个,分别为55℃、68℃和80℃。实验研究了各实验参数对螺旋细通道局部沸腾换热系数及沸腾不稳定性的影响,还将实验所得的传热系数实验数据与已有关联式进行了比较。在此基础上对其中预测精度最好的关联式进行了修正。实验结果表明:稳定沸腾后质量流率对通道局部传热系数的影响很小;流动不稳定性会随着质量流率、入口温度的增加而增加,会随着热流密度的增加先增大再减小;修正后的关联式平均绝对误差为8.9%,可较精准预测本次实验中的实验数据。
唐苇羽[2]（2021）在《水平强化管内制冷剂冷凝与沸腾热力特性实验与数值模拟研究》文中研究说明强化传热在工业和学术界一直备受关注,环保及能效标准的提高对强化传热技术的效率与可靠性提出了更大的挑战。在制冷和电子散热领域,相变传热是一种广泛应用的热管理手段。目前微/多尺度复合强化表面在相变过程中的热力特性及其作用机理还不清晰,而这对不同结构的性能预测与进一步优化至关重要。本文对常规通道内,多种单一和复合强化换热方式的对流冷凝和流动沸腾换热-阻力特性开展实验探究,得到其换热机理;然后采用数值模拟以及数据统计方法探究表面结构对内螺纹管内热力特性的影响,并预测其随工况的变化规律。实验结果表明在对流冷凝换热方面,人字沟槽/涟漪纹强化管在测试工况下均具有最高的冷凝换热系数,可达相同工况下光滑管对应值的1.4–1.74倍。这是由于人字沟槽结构能够有效减薄沟槽交汇处的液膜厚度,而涟漪纹结构会促进流体湍动并降低突起顶部液膜导热热阻。变干度工况下的测试结果表明,在较低质量流速下光管内的换热主要由管顶部的膜状冷凝换热主导,因此换热系数随着干度变化缓慢;而在较高质量流速和干度下,对流冷凝换热作用愈发突出,换热情况则随之逐渐改善。在这两种强化管内,冷凝换热则在整个测试范围都与质量流速呈明显正相关,尤其是人字沟槽/涟漪纹管,这得益于强化结构对对流换热的显着强化作用。本文引入三维表面的面积扩展因子,提出新的换热关联式,该模型能够准确预测复合强化管换热特性。在摩擦压降方面,人字沟槽/涟漪纹强化管的摩擦压降强化倍率可达1.30–1.63;沟槽深度或涟漪纹高度与管径比值被简化为粗糙度考虑,并被嵌入到摩擦系数计算中。验证结果表明,通过该方式,所有数据点的预测偏差均在±20%偏差范围内。流动沸腾换热方面,大干度区间下随着质量流速和热流密度的增加,强化管的换热强化倍率逐渐增加;在质量流速小于120 kg/（m2s）时,人字沟槽/涟漪纹管的换热性能最优;而在质量流速大于120 kg/（m2s）时,人字沟槽/微细粗糙管的换热性能则迅速上升。在较低质量流速下,壁面浸润不充分导致周向换热不均,上下壁温差与管内流型分布间存在强相关;光管内的流型预测分布图与壁温差和换热系数变化规律吻合较好。随着干度上升,光滑管和人字沟槽/微细粗糙管内换热系数先迅速下降而后趋于平缓,管顶部在该区间内的换热系数明显低于管底部;而在较高质量流速下,人字沟槽/涟漪纹管内换热系数随干度呈现“V”形转折,结合壁温差可得在转折点附近管顶部换热明显改善,顶部与底部壁温差值趋近于零,这是由于表面强化结构使得表面充分浸润,进而导致波状流/环形流提前转变。在此基础上,本文考虑表面结构的影响修饰壁面浸润角,分别提出适用于光滑管和复合强化管的换热关联式。采用数值计算方法开展小管径内螺纹管内环状冷凝换热特性的研究,结果表明换热系数与干度和质量流速呈正相关,而随着饱和温度的上升下降。在相同工况下,齿顶角较小的内螺纹管内齿间空间更大,对应管内等效液膜厚度更小,因此在高干度下其具有较高的换热系数且换热系数随干度增加增幅较大;而较大的齿高不仅能带来较高的面积扩展比,还可减薄齿尖附近的液膜,增加流体气相和液膜核心区域湍流粘度,因此其齿尖附近局部换热系数远大于齿高较小的内螺纹管。在环形流换热区域内,在离心力作用下管壁四周液膜厚度分布较为均匀。冷凝换热中相变传质仅发生在相界面附近,其中在齿顶附近传质最剧烈。相应地,齿顶区域换热系数在完全环状流中要远大于齿底部分。而在内螺纹管流动沸腾换热-阻力预测方面,经对比评估后发现现存关联式都无法在较宽管径范围内对多种环保工质的热力特性得到满意的预测效果。在考虑不同尺寸通道内质量流速和热流密度等参数的影响差异后,临界齿根直径与等效热流密度被引入到新换热关联式中。新换热模型对数据集具有最佳预测能力,平均绝对偏差仅为18.2%,且在不同来源数据点对比中均能较好刻画各参数作用。现存摩擦压降关联式被修饰以正确反应局部区域干度的影响,得到的关联式预测性能大大于其他现存模型。最后为验证上述两个关联式,通过实验得到多根不同参数情况下,微翅片管内换热-阻力特性的相关数据并进行对比,结果表明所有测试点的预测偏差均在±30%范围内。
孙志传[3]（2020）在《水平涟漪纹管三维强化表面的换热机理及流动可视化研究》文中研究说明自上世纪七十年代初以来,重大环境问题的相继出现和能源供需矛盾的日益凸显,迫使世界各国采取严格的资源管理制度以解决能源利用效率不高和过度消耗等问题。然而,能效增长速率的降低和能源需求的稳定增长已经成为全球能源行业面临的重大挑战。目前,延伸表面是商业换热器设计所采用的主流强化传热技术,被用于提升换热器的换热性能并减小设备占地面积。作为最近兴起的三维表面强化换热管,涟漪纹管因其生产制造、日常运营和故障维修成本低廉且管道内部压损相对较低,展现出了优越的经济效益。其中,具有蛇鳞纹阻垢表面基底的新型涟漪纹管（1EHT管）具备更加广阔的发展前景。本文首先对现阶段表面强化换热管的研究进行综述,同时简要总结管内流动可视化的研究工作,并对当前涟漪纹管研究领域的不足之处展开讨论,随后对水平管内饱和对流换热高精度测试系统及其配套的流型可视化实验装置做出介绍。1EHT型涟漪纹管的复合表面结构通过非接触式光学轮廓仪进行测绘,由于涟漪纹管具有三维双侧强化表面,因而需要采用Wilson图解法测定测试管外环形通道内的水侧单相换热系数。测试管的内表面换热系数和主要实验参数的不确定度分别通过传热热阻模型和Moffat误差传递理论计算得到,实验台的热平衡分析和测试段的单相换热系数验证也先后被阐述。本文测试了外径为12.70 mm的光滑铜管和两根1EHTa型涟漪纹管的管内两相换热系数,换热工质为制冷剂R410A,流动沸腾和强迫对流冷凝的饱和温度分别为6℃和45℃。换热系数曲线随质量干度和质量流速变化,数据点对应的流型图像通过高速相机记录,并采用螺纹柱阴影示波法和条纹对比法识别管内流型。本文也介绍了水平管内对流冷凝和流动沸腾换热的主要流型,并使用Xtt-JG坐标图绘制每根测试管的两相流型图,进而阐述水平测试管内两相流型与实验换热系数之间的关联,同时从换热机理上讨论1EHTa型涟漪纹管内表面结构对饱和对流流型变化的影响,最终揭示新型涟漪纹管表面结构的强化换热机理。本文研究中使用MATLAB软件建立计算机脚本,对流型图像进行二值化处理以提取液面轮廓,结合圆管内气液两相分层流动模型,计算出了对应工况下的管内截面含气率,并将实验值与三个经典模型给出的预测值进行对比,从而提出全工况下适用于两根1EHTa型涟漪纹管的截面含气率预测模型。随后根据新型涟漪纹管的两相流型图提出相应的流型转变公式,最终建立适用于两根1EHTa型涟漪纹管管内对流冷凝和流动沸腾的换热系数预测模型。针对测试管进出口干度分别为0.2/0.8和0.8/0.2的大干度变化工况,通过实验详细研究了换热工质、管壁材质、运行参数和几何参数对1EHT型涟漪纹管内两相换热系数和摩擦压降的影响,并结合流型图对各实验变量的影响规律做出总结,为本领域的研究人员在研究其它类型的表面强化换热管时提供经验借鉴。
鲍辉[4]（2019）在《方管流道内气液两相流流动与传热特性实验研究》文中进行了进一步梳理包层是聚变反应堆中实现氚增殖、中子屏蔽、热量传递的重要部件,包层的热工水力设计直接决定了聚变堆的传热效率和安全运行。在正常工况下,将依靠包层传热系统的强迫循环流动,将聚变堆核能转化为热能并传递给气轮机;在事故工况下,包层系统主泵不可用时,将依靠包层传热系统的自然循环流动,带走聚变堆衰变热量,以缓解事故后果。故本文针对聚变工程背景下的包层方形流道强迫循环条件下和自然循环条件下的流动和传热问题,进行系统的实验研究,为包层的热工水力设计和安全分析积累经验和提供数据支持。本研究首先根据实验台架的理论设计,确定相关部件型号和技术参数,搭建热工水力实验平台并完成实验回路调试。研究发现相比于常规圆形管道,方管的过渡区Re数范围为1800-3000。这是由于方形流道边角区易产生漩涡和二次流,破坏层流层流,使得从层流向湍流转化提前,并且过渡区更窄。在层流区,层流时摩擦系数的实验结果与Shah-London关系式及理论计算值符合得较好;在湍流区,方形流道的尺寸越小,阻力系数越大。在Re数较大的时候,方管的湍流阻力系数大于圆管,这是由于方管边角漩涡引起的局部阻力较大引起的。对于传热规律,在层流区和湍流区,方管单相传热系数均大于圆管。而在同条件下的自然循环和强迫循环,由于自然循环浮升力影响,造成竖直加热管道截面速度分布趋势更平坦,形成较低的速度梯度,削弱了湍流输运效果,不利于换热,使得自然循环传热强度降低。在方形流道的过冷沸腾实验研究中,ONB点位置可以通过壁面热电偶温度脱离线性变化的位置来判断。热流密度越高,越有利于过冷沸腾的产生;质量流速越大,压力越高,越不易产生过冷沸腾。在相同条件下,过冷沸腾的传热系数大于单相强制对流传热系数,这是由于气泡的扰动,增强传热效果的结果。通过对实验数据的处理,可以得到ONB点发生时壁面热流密度,壁面过热度及ONB点产生位置的实验关联式。并根据过冷沸腾的温度分布规律,建立数学模型,提出过冷沸腾传热系数的计算方法。相比强迫循环,自然循环传热效果较弱,造成在较低的壁面热流密度条件下就发生ONB。在方形流道内的饱和沸腾实验研究中,壁面热流密度、压力对传热系数影响较大,含气率对实验结果影响较小,方形流道沸腾传热以泡核沸腾传热机理为主。热流密度提高,饱和沸腾气化核心数量会增加,气泡脱离的频率也会加快;系统压力升高,气泡的脱离直径会减小;提高压力和增加热流密度可以提高沸腾传热系数。在自然循环饱和沸腾区域内,会发生流动不稳定性现象,由于自然循环传热强度低和脉动引起的传热效果变差,会导致自然循环饱和传热系数也低于强迫循环饱和沸腾传热系数。在含气率较高的环状流区域,随着液膜的蒸干,会发生第二类沸腾危机（干涸）。通过实验可以发现随着入口流量的增大,进口含气率的减小,干涸点会发生延迟。需要同时考虑入口工况和当地工况对干涸发生的影响,得到强迫循环条件下的干涸点判据。对于自然循环系统,由于压降,流量,含气率之间存在强烈的耦合关系,会发生流动不稳定性。压力的增大,流动不稳定性起始点（OFI点）发生滞后,临界流量增大,临界功率增大,波动的幅度减小,临界含气率增大;进口过冷度越大,流动不稳定性起始点发生滞后,临界流量增大,临界功率增大,波动的幅度减小,临界含气率增大;阻力越大,自然循环临界流量减小,临界功率减小,波动的幅度减小,临界含气率增大。通过时间域上的傅里叶级数拟合和频率域上的频谱分析得到脉动发生的周期,并发现压力越大脉动周期越小。通过实验分析,得到最终的不稳定边界图,最后根据相似原理和π定律,得到不稳定性边界预测模型。综上所述,相比于强迫循环,在单相区域、过冷沸腾区域和两相沸腾区域,自然循环的传热强度更低,并且自然循环流动不稳定性也会提前发生。
周刊[5]（2019）在《微细矩形窄通道内微纳结构修饰表面的强化沸腾换热研究》文中研究表明传统的单相强化传热方式已不足以满足设备功率密度的急剧增加和设备微型化对换热装置的紧凑性及高效性要求。利用蒸发潜热的微尺度沸腾相变冷却技术被认为是解决当下高热流器件热管理问题最有前景的方法之一。然而微细通道内沸腾流动换热特性研究仍有很大的不足,其强化传热机理认识尚有欠缺。与此同时,微/纳米尺度改性结构对传热面上流动沸腾过程有显着影响。亟需全面及细观的参数化实验测试与数值仿真。本文通过对微细通道内具有各类表观样貌参数的微纳尺度结构修饰表面的流动沸腾传热特性进行研究,通过精密仪器测量和高速摄像观测探究运行工况如热流密度、质量流量及入口干度等以及传热面表观相貌如微纳尺度结构以及润湿（异质）性分布等对微细通道内流动沸腾过程热力水工特性和气泡动力学及两相流型的影响。通过观察和分析气泡动力学及相变界面运动演化规律,结合沸腾曲线、换热系数与两相压降等深入探究微纳结构修饰表面强化传热机理,有助于补充和完善高效沸腾强化传热理论并应用于微细通道冷却热沉中。本文首先对现阶段微细通道内流动沸腾换热研究以及微纳结构强化沸腾换热进行了详尽综述和讨论,并对微细通道流动沸腾实验系统和实验装置进行了介绍,详细阐述了实验方法与实验数据处理过程以及高速相机观测系统和相应可视化流型处理技术,进行了单相换热及压降实验验证其可靠性。构造具备超疏水润湿性的微米尺度三维多孔铜结构表面。首先对其过冷沸腾曲线进行分析,通过起始沸腾预测公式对测试表面的起始沸腾特性进行研究,最后就质量流量和热流密度等工况对表面传热系数和压降的影响进行了讨论。多孔铜表面由于可以极大促进核态沸腾换热过程,并且超疏水润湿性使得气泡成核后难以脱离汽化核心腔,因此其换热系数不受质量流量影响而只随热流密度增加而增加,呈现核态沸腾占主导传热机理的特征。制备得到具有微米级尺寸高度和直径的氧化锌微米杆表面,随后通过实验测试结合可视图像处理等手段探究其对过冷沸腾过程起始核态沸腾以及气泡动力学特征以及饱和流动沸腾传热压降特性的影响。随着过冷沸腾实验热流增加,传热面上两相流型由间歇性孤立/弹状流过渡到弹状气泡流/环形流域占主导地位,壁面温度波动将大为遏制,其换热特性亦随热流密度增加而大幅增加。制备具有超亲水润湿性的SiO2纳米颗粒镀膜表面。系统分析表面润湿性、热流密度、入口干度和质量流量对微细通道内饱和流动沸腾换热特性的影响,进一步通过后续流型图像处理结合理论分析探讨改性结构潜在强化传热机理。纳米颗粒镀膜表面由于表面超亲水润湿性能维持稳定气液界面分布,在高入口干度下性能更优。当质量流量增加,惯性力影响相应增加,大大减弱了表面润湿性和壁面热流密度的影响,因此测试表面换热特性相近。通过设计系列异相分布图案转移至传热基底流程方案,实现构造亲/疏水条纹图案交替的润湿异质性表面。润湿异质性图案促进气泡脱离并防止相邻汽化核心腔的成核气泡间过早聚合形成气膜,同时亲水区域可以起到补充液体和限制气泡接触直径的作用,防止局部干涸产生,显着强化润湿异质性表面传热特性。采用计算流体力学方法,在开源软件OpenFOAM平台下,通过数值模拟方法研究微细矩形窄通道内超亲水表面上环形流域的饱和沸腾换热特性,与实验测量换热系数进行对比验证。通过数值仿真手段讨论了质量流量、热流密度和入口干度对微尺度沸腾相变过程局部流场、相界面、温度场以及相变源项分布的影响。
李娜[6]（2019）在《异质成核条件下的低压自然循环流动闪蒸特性研究》文中提出低压自然循环系统由于运行压力低,热流体在上升段内流动时,会因静压降低、流体过热而出现流动闪蒸现象。除了流体过热度之外,流体内含有的杂质、不凝性气体或者其他扰动等都会为闪蒸发生提供核化条件。为了弄清楚异质成核条件下的低压自然循环流动闪蒸特性,本文针对插入物影响下的流动闪蒸汽泡行为、流型和空泡份额分布规律等开展实验研究,并对注气条件下的低压自然循环系统运行特性进行分析。本文主要采用可视化观察与实验数据分析相结合的研究方法对低压自然循环流动闪蒸进行实验研究。搭建了低压自然循环实验系统,开展不同加热功率下插入物对流动闪蒸过程的影响。从闪蒸机理出发,对不同实验工况下闪蒸起始点汽泡行为、闪蒸段流型种类及流型演变、两相段空泡份额轴向及径向分布特性及系统行为进行研究。实验研究发现,上升段内插入物对自然循环流动闪蒸过程影响比较明显,当过热流体流过插入物时,会诱发闪蒸提前发生。在低功率条件下,插入物处形成的是间歇性闪蒸,从闪蒸起始点至上升段出口的闪蒸段内会出现泡状流和搅混流;高功率条件下,插入物表面出现持续闪蒸,闪蒸段长度较低功率时明显增长,闪蒸两相段内会出现泡状流、搅混流和近似环状流。增加不同位置处插入物的插入深度,会显着改变插入物表面汽泡行为,影响闪蒸起始点的发生及后续闪蒸过程汽相行为的发展。当插入物插入深度小于管道直径的一半时（r≥10mm）,在32kW加热工况下,出现典型弹状流流型。结合闪蒸起始点行为及闪蒸段流型特征,空泡份额轴向瞬时分布呈现周期性分布、持续性分布等多种不同分布形式;空泡份额径向分布主要呈现“双峰型”分布与“核峰型”分布。在此基础上,对闪蒸自然循环系统流动特性开展研究,结果表明低压自然循环系统从启动到稳定运行经历四个阶段,分别为单相流动阶段,流动振荡阶段、流量缓慢上升阶段及稳定运行阶段。通过分析轴向流体温度变化,发现上升段内一旦发生闪蒸,流体温度会出现下降。因此可通过轴向主流温度变化获取闪蒸起始点位置。最后,尝试采用主动注气的方式对闪蒸驱动的两相流动不稳定影响进行分析。发现注气可以显着提升系统驱动力,提高系统稳定性;注气量仅为0.1kg/h时,直接注气方式可以提升循环流量约14%。通过研究不同注气方式对循环流量的影响,发现直接注气对流量的提升能力高于多孔介质注气,在注气量0～1.5kg/h条件下,二者相差5%～10%。
梅勇[7]（2018）在《低流量下倾斜矩形流道内两相流动及CHF机理研究》文中认为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。
张钊[8]（2018）在《过载对窄通道内汽—水两相流动沸腾临界热流密度影响研究》文中进行了进一步梳理电子设备的高效散热问题,促进了窄通道内流动沸腾的研究。窄通道内的流动沸腾特性很复杂,而临界热流密度是防止器件烧毁的重要参数。机载设备在机动飞行期间会受到不同方向不同大小的过载作用,这将增加通道内流动沸腾的扰动。本文在现有的国内外研究成果基础上,通过对过载作用下窄通道内汽液两相流动沸腾和临界热流密度特性的实验研究和数值模拟,取得了动载、加热方位、流体进口温度、质量流速、通道高宽比等对矩形窄通道内临界热流密度的影响规律,为机载蒸发循环冷却系统的设计以及气液两相流动沸腾和临界热流密度特性的研究积累了基础数据。利用旋转平台实现了过载的模拟,并搭建了气液两相流管路循环系统。以蒸馏水为工质,采用单侧加热的窄矩形通道,通过改变通道布置方式、旋转速度、入口温度、流速等参数进行了侧向过载、逆向过载和加热方位对流动沸腾临界热流密度影响的实验。对原始实验数据进行处理,分析了发生临界换热时质量流速、实验段压降和壁面温度的变化,研究了入口过冷度、质量流速、过载和加热方位对临界热流密度的影响规律,并分析了过载作用下沸腾流动不稳定性。结果表明:临界换热发生时,壁面温度急剧增加,有效加热热流迅速减小,实验段压差明显增大且扰动剧烈;临界热流密度随着入口过冷度、质量流速、逆向过载、侧向过载（加热面朝外除外）的增大而增大;相同条件下,加热面朝上时临界热流密度最大,加热面朝下时,临界热流密度最小,这两种方位重力作用较为明显;在逆向过载加热面朝左和朝右时,临界热流密度居中,这两种方位下哥氏力作用较明显;在侧向过载加热面朝外时,临界热流密度受旋转离心力影响较大,随过载增大而减小;窄矩形通道宽高比增大时临界热流密度增加。概括起来,过载剪切力,可以提高临界热流密度;浮升力引起的汽泡向加热面聚集则降低了其临界值。利用侧向载荷下上下两个加热方位及逆向载荷向上加热的实验数据,采用遗传算法对Qu-Mudawar模型进行修正,分别拟合出侧载和逆载情况下的预测关系式,实验值与预测值结果较为符合。运用FLUENT软件的VOF模型,通过对实验段进行实物建模,利用UDF描述沸腾过程,对逆载下窄矩形通道内流动沸腾过程进行了数值模拟。介绍了临界热流密度点确定方法,对临界热流密度的影响因素进行了分析,并与实验结果进行比较。结果表明预测数据与实验结果变化一致性较好但有差异。本文的试验方法、数值模型对于过载下通道内临界热流密度的研究具有学术意义和应用价值,希望对两相流传热传质研究进展有所裨益。
张元培[9]（2018）在《摇摆对自然循环窄矩形通道两相传热特性的影响》文中研究表明利用核能是未来能源发展的必然趋势,但是核能的安全问题始终是限制人们大力开发核能的关键问题,因此有必要对反应堆热工水力进行不断深入研究。海洋条件下的反应堆更是受到摇摆、起伏等运动的影响,如何保证海洋工况下反应堆安全运行是人类需要面对新的挑战和难题。自然循环在核能领域中有着广泛的应用,但相关研究还不是非常完善。本文主要对自然循环窄矩形通道内传热特性进行实验研究,分别在竖直、倾斜和摇摆工况下进行热工实验,对实验数据进行分析处理,研究内容主要包括自然循环传单相热特性研究、过冷沸腾起始点研究,过冷沸腾传热特性的研究。对于单相自然循环传热特性,在竖直状态下本实验段层流区和湍流区的转捩Re为2250,分别验证层流区和湍流区Nu预测关系式,在层流区,田旺盛修正Sieder-Tate经验关系式很好地适用于本实验段,在湍流区,杨瑞昌关系式预测值相比本实验段实验值偏小,Gnielinski公式预测值很好地预测本实验段实验值。倾斜对于传热特性的影响主要体现在层流区,正倾会使层流区的传热能力增强,负倾对传热特性影响较小。自然循环过冷沸腾的研究内容主要分为过冷沸腾起始点的研究和过冷沸腾传热特性的研究。对过冷沸腾起始点进行可视化研究,苏顺玉公式能较好地预测沸腾起始点热流密度。Yan公式能很好地预测过冷沸腾传热系数,误差在±30%以内,高压下传热系数有减小的趋势;倾斜对于过冷沸腾传热特性有较大的影响,正倾使传热系数增大,负倾使传热系数减小;在摇摆工况下给出了热工参数随时间变化规律。
凌家驹[10]（2018）在《考虑强化传热的柴油机缸盖鼻梁区流道结构设计研究》文中认为气缸盖由于工作环境恶劣,往往因热负荷而导致失效,其冷却能力成为制约柴油机往高功率密度方向发展的关键因素。目前提高缸盖冷却能力的手段主要集中在流动参数的优化和缸内流道的布局,却很少有人对水腔流道的表面结构进行强化传热研究。为此,本文针对热负荷最大的鼻梁区流道,通过设计不同的表面结构形式,从而达到强化鼻梁区传热能力的目的。在高热负荷下,鼻梁区流道会出现对流和沸腾两种形式的传热。因此,先分别地就对流传热和沸腾传热的能量方程进行分析,得到了以速度场与温度场的场协同原理为强化对流传热的理论指导;以及通过增加汽化核心和促使气泡脱离等为强化沸腾传热的方向。最后以增强流动的扰动和扩展传热的表面积为实现的手段,从而设计强化鼻梁区传热的流道表面结构。为更好进行强化鼻梁区传热的实验研究,先采用性能仿真软件对某高强化柴油机进行性能仿真,得到了进行气缸盖流-固耦合仿真计算的热边界条件,并对缸盖进行流固耦合传热仿真分析。对仿真结果进行后处理,提取鼻梁区流道工况的数据作为后续实验研究的边界条件。实验时将排气门鼻梁区沿流道截面进行了简化,并搭建了简化的鼻梁区流道的流动沸腾传热实验平台,使用上面仿真所提取到的工况数据作为实验的边界条件,并对所设计的结构表面进行流动传热实验,研究各种结构表面的传热特性。选用沸腾壁面的热流分配模型,对各种结构表面的简化流道进行考虑沸腾的流-固耦合传热仿真计算。基于气缸盖水腔的工况校核沸腾模型中的气泡脱离直径、气泡平均直径等计算模型,从而提高仿真的精度。通过仿真与实验相结合进行结构表面传热仿真分析,并根据相关的结果进行结构优化设计,最终得到具有高效传热能力的鼻梁区流道表面结构。
二、窄隙流道自然对流沸腾流动不稳定性实验研究（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、窄隙流道自然对流沸腾流动不稳定性实验研究（论文提纲范文）
（1）螺旋细通道内单相强化传热及流动沸腾传热研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 以单相液体为工质时螺旋通道的强化研究 |
| 1.2.2 螺旋通道两相流动过程中的流型 |
| 1.2.3 以水为工质的常规尺度螺旋通道流动沸腾传热研究 |
| 1.2.4 以制冷剂为工质的常规尺度螺旋通道流动沸腾传热研究 |
| 1.2.5 其他工质的常规尺度螺旋通道流动沸腾传热研究 |
| 1.2.6 微细尺度螺旋通道内流动沸腾传热研究 |
| 1.2.7 螺旋通道内沸腾传热关联式研究 |
| 1.2.8 微细尺度通道中的流动沸腾不稳定性 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 螺旋细通道内单相强化传热数值模拟研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模型与边界条件设置 |
| 2.2.1 物理模型 |
| 2.2.2 数学模型 |
| 2.2.3 模型求解与网格划分 |
| 2.3 数据处理 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 数值方法可靠性验证 |
| 2.4.2 流动特性分析 |
| 2.4.3 传热特性分析 |
| 2.4.4 熵产分析 |
| 2.4.5 关联式拟合 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 螺旋细通道内气液两相流数值模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型与边界条件设置 |
| 3.2.1 物理模型 |
| 3.2.2 数学模型 |
| 3.2.3 模型求解与网格划分 |
| 3.3 气液两相流截面含液率分布规律 |
| 3.3.1 进口含气率对螺旋通道内截面含液率的影响 |
| 3.3.2 涡发生器对螺旋通道内截面含液率的影响 |
| 3.3.3 速度对螺旋通道内截面含液率的影响 |
| 3.4 气液两相流的压降特性 |
| 3.4.1 进口速度对螺旋通道内两相压降的影响 |
| 3.4.2 涡发生器对螺旋通道内两相压降的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 流动沸腾实验装置与方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置 |
| 4.2.1 实验装置与步骤 |
| 4.2.2 实验段 |
| 4.3 实验工况与步骤 |
| 4.4 实验数据处理 |
| 4.4.1 有效热流密度 |
| 4.4.2 流量计标定 |
| 4.4.3 螺旋通道内单相区及两相区的长度 |
| 4.4.4 流体温度 |
| 4.4.5 局部传热系数 |
| 4.4.6 局部干度 |
| 4.4.7 不确定度分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 螺旋细通道内沸腾传热及不稳定性的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验结果与分析 |
| 5.2.1 沸腾曲线 |
| 5.2.2 传热系数 |
| 5.2.3 传热系数关联式 |
| 5.2.4 沸腾传热中的不稳定性 |
| 5.2.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 6.3 创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的科研成果 |
（2）水平强化管内制冷剂冷凝与沸腾热力特性实验与数值模拟研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 强化传热概念和发展 |
| 1.2 流动沸腾研究进展 |
| 1.2.1 常规尺度强化方式 |
| 1.2.2 微小翅片或沟槽 |
| 1.2.3 微螺柱或方形微肋 |
| 1.2.4 其他微尺度方法 |
| 1.2.5 复合多尺度方法 |
| 1.3 对流冷凝研究进展 |
| 1.3.1 对流冷凝流动实验研究 |
| 1.3.2 对流冷凝流动数值模拟 |
| 1.4 现存研究中的不足 |
| 1.5 研究目标、整体思路以及工作内容 |
| 2 实验系统及测量原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验测试装置 |
| 2.2.1 水平管内相变流动换热测试系统 |
| 2.2.2 测试段结构 |
| 2.2.3 传感器及测量仪表 |
| 2.2.4 测试工质 |
| 2.2.5 测试表面结构 |
| 2.3 实验数据处理 |
| 2.3.1 换热数据计算 |
| 2.3.2 威尔逊图解法 |
| 2.3.3 壁温测量法 |
| 2.3.4 压降数据计算 |
| 2.4 实验误差分析 |
| 2.5 结果可靠性验证 |
| 2.5.1 系统热平衡校核 |
| 2.5.2 单相换热验证 |
| 2.5.3 单相摩擦压降验证 |
| 2.5.4 重复性实验验证 |
| 2.5.5 实验结果与关联式对比 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 复合强化管内冷凝热力特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 强化管内冷凝平均换热-阻力特性 |
| 3.2.1 测试工况 |
| 3.2.2 管内冷凝换热性能 |
| 3.2.3 管内冷凝阻力特性 |
| 3.2.4 管内冷凝综合性能 |
| 3.3 强化管内冷凝换热-阻力特性 |
| 3.3.1 测试工况 |
| 3.3.2 管内流型分析 |
| 3.3.3 光滑管内低流速冷凝换热特性 |
| 3.3.4 复合强化管内低流速冷凝换热特性 |
| 3.3.5 复合强化管内低流速冷凝阻力特性 |
| 3.3.6 综合性能评价 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 复合强化管内流动沸腾热力特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 强化管内流动沸腾平均换热-阻力特性 |
| 4.2.1 测试工况 |
| 4.2.2 管内蒸发换热特性 |
| 4.2.3 管内蒸发阻力特性 |
| 4.2.4 流动沸腾综合性能评价 |
| 4.3 强化管内流动沸腾换热-阻力特性 |
| 4.3.1 测试工况 |
| 4.3.2 光管内流动沸腾换热性能 |
| 4.3.3 强化管内流动沸腾换热性能 |
| 4.3.4 强化管内流动沸腾换热预测模型 |
| 4.3.5 流动沸腾阻力特性研究 |
| 4.3.6 综合性能评价 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 小管径微翅片管冷凝换热数值研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 计算模型 |
| 5.2.1 VOF方法介绍 |
| 5.2.2 湍流模型 |
| 5.2.3 相变传质模型 |
| 5.2.4 几何模型及边界条件 |
| 5.2.5 离散方法及网格独立性验证 |
| 5.2.6 计算结果验证及流型分析 |
| 5.3 结果及讨论 |
| 5.3.1 齿形和流动参数作用 |
| 5.3.2 不同工质换热特性对比 |
| 5.3.3 与换热关联式对比 |
| 5.3.4 气液相界面分布形状 |
| 5.3.5 两相速度及湍流粘度分布 |
| 5.3.6 界面传质速率及局部换热系数分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 小管径微翅片管流动沸腾热力特性预测 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 换热关联式评价及迭代 |
| 6.2.1 换热数据集介绍 |
| 6.2.2 现存换热预测模型评价 |
| 6.2.3 新的换热预测模型 |
| 6.2.4 新模型评价 |
| 6.3 摩擦压降模型评价及迭代优化 |
| 6.3.1 摩擦压降数据集介绍 |
| 6.3.2 现存摩擦压降关联式评价 |
| 6.3.3 新的摩擦压降关联式 |
| 6.4 实验数据验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
（3）水平涟漪纹管三维强化表面的换热机理及流动可视化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 强化传热技术的发展 |
| 1.2 表面强化换热管的研究进展 |
| 1.2.1 二维表面强化换热管 |
| 1.2.2 三维表面强化换热管 |
| 1.3 管内流动可视化研究进展 |
| 1.4 当前研究领域的不足 |
| 1.5 论文章节安排 |
| 2 实验系统及方法介绍 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 换热测试系统及装置 |
| 2.2.1 水平管内两相流动换热测试系统 |
| 2.2.2 实验测试仪器 |
| 2.2.3 实验换热工质 |
| 2.2.4 新型涟漪纹表面 |
| 2.2.5 表面轮廓测绘技术 |
| 2.3 流动可视化装置及后处理 |
| 2.3.1 管内流型采集装置 |
| 2.3.2 管内流型观测方法 |
| 2.3.3 管内流型图像的后处理 |
| 2.4 实验数据处理 |
| 2.4.1 换热数据处理 |
| 2.4.2 威尔逊图解法 |
| 2.4.3 压降数据处理 |
| 2.5 实验误差分析 |
| 2.6 实验台热平衡测试 |
| 2.7 实验台可靠性验证 |
| 2.7.1 单相换热系数验证 |
| 2.7.2 单相摩擦压降验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 涟漪纹管内对流冷凝换热机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 水平管内截面含气率评估 |
| 3.3 水平管内对流冷凝流型分析 |
| 3.3.1 光滑管内对流冷凝流型分析 |
| 3.3.2 涟漪纹管内对流冷凝流型分析 |
| 3.4 涟漪纹管的对流冷凝换热性能 |
| 3.5 涟漪纹管的对流冷凝换热模型 |
| 3.5.1 光滑管冷凝换热模型的评估 |
| 3.5.2 涟漪纹管冷凝换热流型的转变公式 |
| 3.5.3 涟漪纹管冷凝换热模型的建立 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 涟漪纹管内流动沸腾换热机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 水平管内截面含气率评估 |
| 4.3 水平管内流动沸腾流型分析 |
| 4.3.1 光滑管内流动沸腾流型分析 |
| 4.3.2 涟漪纹管内流动沸腾流型分析 |
| 4.4 涟漪纹管的流动沸腾换热性能 |
| 4.5 涟漪纹管的流动沸腾换热模型 |
| 4.5.1 光滑管沸腾换热模型的评估 |
| 4.5.2 涟漪纹管沸腾换热流型的转变公式 |
| 4.5.3 涟漪纹管冷凝换热模型的建立 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 涟漪纹管的单管换热性能评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 换热工质对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.3 管径对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.4 饱和温度对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.5 管壁材质对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.6 涟漪状突起的大小对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.7 涟漪状突起的方向对涟漪纹管两相换热特性的影响 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）方管流道内气液两相流流动与传热特性实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 矩形管道热工水力特性研究现状 |
| 1.2.1 单相流动和传热特性 |
| 1.2.2 过冷沸腾特性 |
| 1.2.3 饱和沸腾特性 |
| 1.2.4 流动不稳定特性 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 实验装置和实验步骤 |
| 2.1 主回路系统 |
| 2.1.1 屏蔽主泵 |
| 2.1.2 压力管道 |
| 2.1.3 稳压器 |
| 2.1.4 预热器 |
| 2.1.5 实验段 |
| 2.1.6 管道连接件 |
| 2.2 主冷却系统 |
| 2.3 电加热系统 |
| 2.4 测量系统 |
| 2.4.1 温度测量 |
| 2.4.2 流量测量 |
| 2.4.3 压力和压差测量 |
| 2.4.4 电流电压测量 |
| 2.4.5 水质测量 |
| 2.5 实验步骤与注意事项 |
| 2.5.1 实验步骤 |
| 2.5.2 注意事项 |
| 2.6 测量精度及不确定性分析 |
| 2.6.1 测量精度 |
| 2.6.2 不确定性分析 |
| 第3章 单相流动传热实验 |
| 3.1 阻力实验 |
| 3.1.1 其他实验研究结果 |
| 3.1.2 实验计算过程 |
| 3.1.3 阻力实验结果 |
| 3.1.4 层流阻力理论分析 |
| 3.1.5 方管圆角对层流阻力系数的影响 |
| 3.2 单相传热实验 |
| 3.2.1 其他实验研究结果 |
| 3.2.2 实验计算过程 |
| 3.2.3 实验计算结果 |
| 3.3 自然循环流动实验 |
| 3.3.1 自然循环机理 |
| 3.3.2 自然循环控制方程 |
| 3.3.3 自然循环流量 |
| 3.3.4 自然循环单相传热实验 |
| 3.3.5 自然循环传热强度低的机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 过冷沸腾实验 |
| 4.1 过冷沸腾实验机理 |
| 4.2 过冷沸腾影响因素分析 |
| 4.3 强迫循环过冷沸腾实验结果 |
| 4.3.1 其他实验研究结果 |
| 4.3.2 ONB点壁面过热度实验关联式 |
| 4.3.3 ONB点壁面热流密度实验关联式 |
| 4.3.4 ONB点位置实验关联式 |
| 4.4 自然循环过冷沸腾实验结果 |
| 4.4.1 自然循环ONB点壁面过热度实验关联式 |
| 4.4.2 自然循环ONB点壁面热流实验关联式 |
| 4.4.3 自然循环ONB点位置实验关联式 |
| 4.5 过冷沸腾区域传热系数模型建立 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 饱和沸腾实验 |
| 5.1 饱和沸腾和沸腾危机实验机理 |
| 5.1.1 饱和沸腾实验机理 |
| 5.1.2 沸腾危机实验机理 |
| 5.2 强迫循环饱和沸腾实验结果 |
| 5.2.1 其他实验研究结果 |
| 5.2.2 饱和沸腾影响因素分析 |
| 5.2.3 饱和沸腾实验结果 |
| 5.3 自然循环饱和沸腾实验结果 |
| 5.4 强迫循环干涸点实验 |
| 5.4.1 干涸点的确定 |
| 5.4.2 干涸点影响因素分析 |
| 5.4.3 干涸点预测模型建立 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 自然循环不稳定性实验 |
| 6.1 不稳定性概述 |
| 6.2 各参数对平均特性的影响 |
| 6.3 脉动过程变化过程 |
| 6.4 脉动边界的确定 |
| 6.5 各参数对脉动特性的影响 |
| 6.6 流动不稳定性边界模型 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）微细矩形窄通道内微纳结构修饰表面的强化沸腾换热研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 强化传热概念和发展 |
| 1.2 微细通道流动沸腾研究进展 |
| 1.2.1 实验研究 |
| 1.2.2 数值模拟 |
| 1.3 微纳结构改性表面研究进展 |
| 1.3.1 强化池沸腾 |
| 1.3.2 强化流动沸腾 |
| 1.4 研究中不足和启示 |
| 1.5 研究目标及章节安排 |
| 2 实验系统及方法介绍 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验系统及装置 |
| 2.2.1 微细通道流动沸腾实验系统 |
| 2.2.2 微细通道实验装置 |
| 2.2.3 实验仪器 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 实验测试步骤 |
| 2.3.2 可视化观测 |
| 2.4 实验数据处理 |
| 2.4.1 换热数据处理 |
| 2.4.2 压降数据处理 |
| 2.4.3 可视化流型处理 |
| 2.4.4 不确定度分析 |
| 2.5 单相实验验证 |
| 2.5.1 单相压降验证 |
| 2.5.2 单相换热验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 多孔铜表面过冷沸腾特性实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 表面制备与参数表征 |
| 3.3 起始沸腾特性 |
| 3.3.1 过冷沸腾曲线 |
| 3.3.2 起始沸腾预测 |
| 3.4 传热压降特性 |
| 3.4.1 热流密度影响 |
| 3.4.2 质量流量影响 |
| 3.4.3 两相流型分析 |
| 3.4.4 压降特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 微米杆表面流动沸腾特性实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 表面制备与参数表征 |
| 4.3 过冷沸腾传热特性 |
| 4.3.1 过冷沸腾曲线 |
| 4.3.2 不稳定性和临界热流 |
| 4.3.3 热流密度影响 |
| 4.3.4 质量流量影响 |
| 4.3.5 两相流型分析 |
| 4.4 饱和沸腾传热特性 |
| 4.4.1 热流密度影响 |
| 4.4.2 质量流量影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 纳米颗粒镀膜表面饱和沸腾特性实验与机理研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 表面制备与参数表征 |
| 5.3 压降特性 |
| 5.3.1 压降关联式预测 |
| 5.3.2 压降变化趋势 |
| 5.4 换热特性 |
| 5.4.1 热流密度影响 |
| 5.4.2 入口干度影响 |
| 5.4.3 质量流量影响 |
| 5.4.4 理论受力分析 |
| 5.4.5 与预测公式对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 润湿异质性表面过冷沸腾特性实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 润湿异质性表面概念 |
| 6.3 表面制备与参数表征 |
| 6.4 测试结果与讨论 |
| 6.4.1 传热压降特性 |
| 6.4.2 可视化流型 |
| 6.4.3 润湿异质图案影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 超亲水表面饱和沸腾流动换热特性数值研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 数值模型 |
| 7.2.1 流体体积函数(VOF)方法简介 |
| 7.2.2 计算域控制方程 |
| 7.2.3 相变传热传质模型 |
| 7.3 数值模拟方法验证 |
| 7.3.1 算例设置 |
| 7.3.2 计算过程参数设置 |
| 7.3.3 网格无关性检验 |
| 7.3.4 与实验结果对比 |
| 7.4 结果与讨论 |
| 7.4.1 模拟工况 |
| 7.4.2 换热随热流密度变化规律 |
| 7.4.3 换热随质量流量变化规律 |
| 7.4.4 换热随入口干度变化规律 |
| 7.4.5 换热与关联式预测精度 |
| 7.4.6 气液界面/速度场分布 |
| 7.4.7 温度场/相变源项分布 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
（6）异质成核条件下的低压自然循环流动闪蒸特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 自然循环流动闪蒸特性研究现状 |
| 1.2.1 实验研究现状 |
| 1.2.2 理论研究现状 |
| 1.3 闪蒸机理研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验装置及实验方法 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.1.1 注气系统 |
| 2.1.2 空泡份额测量 |
| 2.1.3 数据采集系统 |
| 2.2 实验内容及步骤 |
| 2.2.1 实验内容 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.2.3 实验注意事项 |
| 2.3 不确定度分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 插入物对流动闪蒸汽泡行为及流型影响 |
| 3.1 闪蒸起始点汽泡行为特性 |
| 3.1.1 实验原理及汽泡参数处理方法概述 |
| 3.1.2 闪蒸起始点汽泡行为研究 |
| 3.1.3 插入物径向位置对流动闪蒸起始点汽泡行为的影响 |
| 3.2 闪蒸两相段内插入物表面汽化现象研究 |
| 3.3 流动闪蒸流型研究 |
| 3.3.1 流动闪蒸流型种类及演变 |
| 3.3.2 插入物径向位置对流动闪蒸流型种类及演变的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 插入物影响下的流动闪蒸空泡份额分布规律 |
| 4.1 流动闪蒸空泡份额轴向分布规律 |
| 4.1.1 空泡份额测量及计算方法 |
| 4.1.2 空泡份额轴向瞬时分布 |
| 4.1.3 空泡份额轴向时均分布 |
| 4.2 流动闪蒸空泡份额径向分布规律 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 注气对低压自然循环流动闪蒸系统特性影响 |
| 5.1 纯闪蒸自然循环系统特性 |
| 5.1.1 流动闪蒸启动阶段不稳定性研究 |
| 5.1.2 流动闪蒸长期运行阶段研究 |
| 5.2 注气条件下自然循环流动闪蒸系统行为特性 |
| 5.2.1 注气条件下流动闪蒸实验现象分析 |
| 5.2.2 注气对自然循环流动闪蒸的影响 |
| 5.2.3 不同注气方式对流动闪蒸影响的对比 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）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 |
（8）过载对窄通道内汽—水两相流动沸腾临界热流密度影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 气液两相流的流型判别 |
| 1.2.2 两相流临界热流密度的实验研究 |
| 1.2.3 两相流临界热流密度数值计算研究 |
| 1.2.4 非常规重力下临界热流密度研究 |
| 1.3 本文的研究方法及主要内容 |
| 1.4 本文研究的技术路线 |
| 第二章 气液两相流基础 |
| 2.1 两相流主要参数 |
| 2.1.1 气液两相流主要参数 |
| 2.1.2 气液两相流动的特点 |
| 2.2 气液两相流物理模型 |
| 2.3 气液两相流均相流模型介绍 |
| 2.4 气液两相流沸腾换热机理 |
| 2.4.1 管内强迫对流沸腾 |
| 2.4.2 CHF机理模型 |
| 2.5 沸腾两相流不稳定性 |
| 2.5.1 沸腾两相流不稳定性分类 |
| 2.5.2 流动不稳定性对CHF的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 过载作用下流动沸腾CHF实验 |
| 3.1 实验系统及实验流程 |
| 3.2 实验部件 |
| 3.3 CHF实验监测参数与测量仪器 |
| 3.3.1 实验监测参数 |
| 3.3.2 数据采集控制系统与各传感器 |
| 3.4 实验工况范围和实验步骤 |
| 3.4.1 实验工况范围 |
| 3.4.2 CHF实验操作步骤 |
| 3.5 参数计算和误差分析 |
| 3.5.1 参数计算 |
| 3.5.2 误差分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 侧向过载对两相流临界热流密度影响 |
| 4.1 静止状态下的矩形通道内沸腾流动特性 |
| 4.1.1 壁温分布特性 |
| 4.1.2 各参数对CHF的影响 |
| 4.1.3 静止状态下CHF理论值和实验值的比较 |
| 4.2 侧向过载下各参数对CHF的影响 |
| 4.2.1 侧向过载作用下质点受力分析 |
| 4.2.2 CHF实验中侧向过载下流体参数变化趋势 |
| 4.2.3 侧向载荷和质量流速对CHF的影响 |
| 4.2.4 侧向载荷和入口过冷度对CHF的影响 |
| 4.2.5 侧向载荷和加热方位对CHF的影响 |
| 4.2.6 侧向载荷和通道结构对CHF的影响 |
| 4.2.7 侧向过载下CHF拟合预测关系式 |
| 4.2.8 流动不稳定性讨论分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 逆向过载对两相流临界热流密度影响 |
| 5.1 通道内沸腾流动特性的研究 |
| 5.1.1 轴向布置时静止状态下参数变化 |
| 5.1.2 逆向过载下参数变化 |
| 5.2 逆向过载下各参数对CHF的影响 |
| 5.2.1 逆向过载和质量流速对CHF的影响 |
| 5.2.2 逆向过载和入口过冷度对CHF的影响 |
| 5.2.3 逆向过载和加热方位对CHF的影响 |
| 5.2.4 逆向过载和通道结构对CHF的影响 |
| 5.3 逆向过载下预测关系式建立 |
| 5.4 逆向过载下流动不稳定性分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 过载下流动沸腾模型及临界热流密度数值模拟 |
| 6.1 CFD理论基础 |
| 6.2 FLUENT中的两相流模型 |
| 6.2.1 VOF模型 |
| 6.2.2 Mixture模型 |
| 6.2.3 Eulerian模型 |
| 6.3 两相流控制方程及离散 |
| 6.3.1 控制方程 |
| 6.3.2 表面张力模型 |
| 6.3.4 沸腾模型 |
| 6.3.5 湍流模型 |
| 6.3.6 控制方程的离散 |
| 6.3.7 时间步长选取 |
| 6.4 物理模型与网格划分 |
| 6.5 物性参数及边界条件 |
| 6.6 临界热流密度实验研究与数值计算对比 |
| 6.6.1 CHF点的确定 |
| 6.6.2 数值模拟可靠性验证 |
| 6.6.3 质量流速和逆向过载对CHF影响 |
| 6.6.4 入口温度和逆向过载对CHF的影响 |
| 6.6.5 加热方位和逆向过载对CHF影响对比 |
| 6.6.6 大过载条件下CHF数值计算预测值 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 后续工作与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（9）摇摆对自然循环窄矩形通道两相传热特性的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外的研究现状 |
| 1.2.1 单相对流传热特性研究现状 |
| 1.2.2 过冷沸腾起始点的研究现状 |
| 1.2.3 过冷沸腾传热特性的研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验装置及实验内容 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.1.1 摇摆台 |
| 2.1.2 实验回路 |
| 2.2 实验内容和实验步骤 |
| 2.2.1 实验内容 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 数据处理 |
| 3.1 实验数据的修正 |
| 3.1.1 零点漂移的修正 |
| 3.1.2 热电偶的标定 |
| 3.2 竖直和倾斜稳态工况下数据处理 |
| 3.2.1 实验段加热板功率的计算 |
| 3.2.2 实验段加热板内壁面温度和热流密度计算 |
| 3.2.3 流体温度的计算 |
| 3.2.4 传热系数的计算 |
| 3.2.5 过冷沸腾局部干度的计算 |
| 3.3 摇摆非稳态工况下内壁温和热流密度的计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 单相自然循环传热特性 |
| 4.1 竖直工况下单相自然循环传热特性 |
| 4.1.1 不同热工参数对传热特性的影响 |
| 4.1.2 窄矩形通道内局部温度分布 |
| 4.1.3 自然循环窄矩形通道传热经验关系式 |
| 4.2 倾斜工况下单相自然循环传热特性 |
| 4.3 摇摆工况下单相自然循环传热特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 自然循环过冷沸腾传热特性 |
| 5.1 竖直工况下自然循环过冷沸腾传热特性 |
| 5.2 自然循环过冷沸腾起始点的研究 |
| 5.2.1 竖直工况下自然循环过冷沸腾起始点特性 |
| 5.2.2 倾斜工况对自然循环过冷沸腾起始点特性的影响 |
| 5.3 倾斜工况下自然循环过冷沸腾传热特性 |
| 5.4 摇摆工况下自然循环过冷沸腾传热特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）考虑强化传热的柴油机缸盖鼻梁区流道结构设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 缸盖沸腾传热的研究 |
| 1.2.1 沸腾换热的介绍 |
| 1.2.2 国内外研究进展 |
| 1.3 结构表面强化传热的研究 |
| 1.3.1 结构表面强化传热简介 |
| 1.3.2 国外强化传热研究进展 |
| 1.3.3 国内强化传热研究进展 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 强化传热的机理分析与结构表面的设计 |
| 2.1 强化对流传热的分析 |
| 2.1.1 物理机制 |
| 2.1.2 场协同原理强化传热 |
| 2.2 强化沸腾传热的分析 |
| 2.3 强化传热理论的验证 |
| 2.3.1 物理模型和几何尺寸 |
| 2.3.2 边界条件设置 |
| 2.3.3 计算理论 |
| 2.3.4 网格独立性验证 |
| 2.3.5 沸腾模型的可靠性验证 |
| 2.3.6 结果与分析 |
| 2.4 气缸盖的流-固耦合传热分析 |
| 2.4.1 仿真模型的建立 |
| 2.4.2 边界条件设置 |
| 2.4.3 结果与分析 |
| 2.5 强化鼻梁区传热的结构表面设计 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 结构表面强化传热的实验研究 |
| 3.1 可视化流动沸腾实验平台的搭建 |
| 3.1.1 流动工况参数控制系统 |
| 3.1.2 实验段加热系统 |
| 3.1.3 实验数据的采集系统 |
| 3.2 流动沸腾实验步骤 |
| 3.3 实验数据的处理 |
| 3.4 实验误差分析 |
| 3.5 实验平台的沸腾性能测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 结构表面的传热仿真分析与结构改进设计 |
| 4.1 气泡运动预测模型 |
| 4.1.1 气泡脱离直径模型 |
| 4.1.2 气泡平均直径计算模型 |
| 4.1.3 气泡等待周期系数 |
| 4.1.4 计算模型的实验验证 |
| 4.2 结构表面的仿真分析 |
| 4.2.1 计算有限元模型 |
| 4.2.2 计算边界及理论 |
| 4.2.3 结果与分析 |
| 4.3 结构表面的优化改进 |
| 4.3.1 改进模型的建立 |
| 4.3.2 结果与分析 |
| 4.4 结构表面强化传热的综合评价 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 |
| 致谢 |
四、窄隙流道自然对流沸腾流动不稳定性实验研究（论文参考文献）
- [1]螺旋细通道内单相强化传热及流动沸腾传热研究[D]. 吴佩霖. 广西大学, 2021(12)
- [2]水平强化管内制冷剂冷凝与沸腾热力特性实验与数值模拟研究[D]. 唐苇羽. 浙江大学, 2021(01)
- [3]水平涟漪纹管三维强化表面的换热机理及流动可视化研究[D]. 孙志传. 浙江大学, 2020(07)
- [4]方管流道内气液两相流流动与传热特性实验研究[D]. 鲍辉. 中国科学技术大学, 2019(08)
- [5]微细矩形窄通道内微纳结构修饰表面的强化沸腾换热研究[D]. 周刊. 浙江大学, 2019(04)
- [6]异质成核条件下的低压自然循环流动闪蒸特性研究[D]. 李娜. 哈尔滨工程大学, 2019(08)
- [7]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)
- [8]过载对窄通道内汽—水两相流动沸腾临界热流密度影响研究[D]. 张钊. 南京航空航天大学, 2018(01)
- [9]摇摆对自然循环窄矩形通道两相传热特性的影响[D]. 张元培. 哈尔滨工程大学, 2018(12)
- [10]考虑强化传热的柴油机缸盖鼻梁区流道结构设计研究[D]. 凌家驹. 北京理工大学, 2018(07)