豎直矩形窄縫通道內過冷流動沸騰的實驗研究與數值模擬.pdf

1、過冷流動沸騰現象廣泛存在于生活與工業(yè)的各個領域;窄縫通道是一種一維受限通道，在換熱器中得到了大量的應用。尺度效應對氣泡動力學產生了影響，因而窄縫通道中過冷流動沸騰的特性異于常規(guī)通道，在這種情況下經典的經驗公式與模型并不適用。掌握窄縫通道中過冷流動沸騰現象的規(guī)律并能夠對其發(fā)展做出預測，不僅能夠給各種換熱裝置的設計與操作提供理論參考，更有利于避免各種安全事故的發(fā)生，尤其對于核反應堆系統。
　　本文首先通過可視化實驗對矩形窄縫通道過冷流

2、動沸騰中壁面上氣泡核化與形成特點進行了定量研究與分析，提出了新的壁面氣泡核化預測關聯式;隨后，利用兩流體模型并結合新的關聯式對這種現象進行了數值模擬分析。結合兩種研究手段，對矩形窄縫通道過冷流動沸騰現象進行了深入分析，為全面清晰地描述該現象的規(guī)律與特性積累相關經驗，并奠定一定的研究基礎。
　　通過可視化實驗研究分析了氣泡核化與形成特點與入口質量流速、壁面過熱度及主流過冷度的關系，提出了預測沸騰起始點(ONB)、汽化核心密度、氣泡脫

3、離直徑和氣泡脫離頻率的關聯式，從而以此建立了新的壁面沸騰氣泡核化模型。將新的關聯式和實驗結果與基于常規(guī)通道提出的經典公式進行了比較分析，展現了窄縫矩形通道過冷流動沸騰的規(guī)律及其獨特性。同時對窄縫矩形通道內傳熱特性及其與氣泡核化特性的關系也進行了相關分析。
　　利用兩流體模型并結合壁面沸騰模型對窄縫矩形通道內過冷流動沸騰傳熱的現象進行了數值模擬。針對兩流體模型各參數進行了敏感性分析，建立了一套合適的過冷沸騰模擬的模型參數。將ONB模