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高校化学工程学报2024年第06期:多孔针肋阵列结构流动沸腾换热特性实验研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:黄俊;张东辉;冯磊;徐健;

单位:江苏科技大学能源与动力学院;

摘要:高热流下微通道流动沸腾不稳定性易导致沸腾极限的提前发生。为进一步提升性能,此研究针对改进的烧结针肋阵列结构,以去离子水为工质,进行过冷流动沸腾换热实验对比研究,进口水温维持在60℃,针肋结构采用30、90与150μm球形铜粉烧结而成。研究发现:颗粒尺寸对针肋结构内流动沸腾的换热系数和临界热流密度q_(CHF)有显著影响,在质量通量为52 kg·m~(-2)·s~(-1)下,150μm粒径样品综合性能最优,高热流时壁面过热度相对最低,q_(CHF)可达到134W·cm~(-2)。可视化研究发现:较大粒径样品具有较低的压力幅值并且压力脉动曲线更为有序,从而提升微通道的沸腾换热性能;增加质量通量可使干湿区域分界线后移,保证后半段的充分供液,可大大降低流动沸腾的不稳定性。结果表明烧结针肋阵列结构在提升流动沸腾性能方面具有极佳的潜力。

关键词:针肋;;烧结;;流动沸腾;;两相流

基金资助:科技部国际合作基金项目(G2022014065L)