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振荡流热管内相变传热机理的研究

作　者: 刘晓敏
导　师: 杨勇平；冼海珍
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 热能工程
关键词: 振荡流热管数值模拟可视化实验
分类号: TK124
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文利用高速CCD对内径为3mm的振荡流热管进行了可视化研究,可以观察到振荡流热管运行过程中存在一个启动功率,当加热功率大于这一值的时候,热管才能启动。振荡热管内的工质在不同的加热功率下处于“振荡—间歇”交替运行的状态。随加热功率的增大间隙时间所占比例逐步减小,而振荡时间逐步变大。随着加热功率的增大,热管内的流型也在发生着相应的变化,依次会经历塞状流、环状流,同时还伴随着核态沸腾泡状流等。可以观察到倾角为45°时,热管内振荡情况最剧烈。本文建立了环路型振荡流热管物理数学模型。数值计算结果表明,汽泡的交替膨胀和压缩使管内工质维持振荡运动。热管内部振荡运动受倾角、充液率和加热功率影响,其变化趋势与前期实验结果基本一致。热管内脉动运动愈剧烈,热管的传热性能愈好。

全文目录

摘要  3
ABSTRACT  3-4
主要符号表  4-7
第一章引言  7-12
  1.1 选题背景及其意义  7-8
  1.2 国内外研究现状  8-11
    1.2.1 理论研究现状  8-9
    1.2.2 实验研究现状  9-11
      1.2.2.1 可视化实验研究  9-10
      1.2.2.2 非可视化实验研究  10-11
  1.3 本文工作内容  11-12
第二章振荡流热管理论基础  12-18
  2.1 基础理论  12-14
    2.1.1 表面张力  13-14
    2.1.2 接触角  14
  2.2 毛细管内液膜区域分析  14-15
  2.3 汽液柱塞运动分析  15-18
第三章振荡流热管可视化实验  18-30
  3.1 实验设备介绍  18-19
  3.2 流动状况概述  19-22
    3.2.1 热管启动情况  20
    3.2.2 稳定运行情况  20-22
  3.3 振荡流热管内流型分析  22-29
    3.3.1 水平加热方式下流型分析  22-25
      3.3.1.1 加热段流型分析  22-23
      3.3.1.2 冷凝段流型分析  23-25
    3.3.2 非水平加热方式下流型分析  25-29
      3.3.2.1 加热段流型分析  25-28
      3.3.2.2 冷凝段流型分析  28-29
  3.4 本章小结  29-30
第四章振荡流热管建模  30-43
  4.1 物理模型  30
  4.2 数学模型  30-32
  4.3 数值求解过程  32-34
  4.4 物性参数  34-36
  4.5 计算结果和分析  36-41
    4.5.1 启动功率分析  36-37
    4.5.2 汽泡温度和压力振荡情况  37-38
    4.5.3 倾斜角度和充液率的影响  38-40
    4.5.4 加热功率与温度振荡之间的关系  40-41
  4.6 本章小结  41-43
第五章结论与展望  43-45
  5.1 结论  43-44
  5.2 展望  44-45
参考文献  45-48
致谢  48-49
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  49

振荡流热管内相变传热机理的研究

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