旋转状态下倾斜管内两相流动与传热特性
相变传热凭借其良好的传热能力和较低的能耗等特点在航空航天领域的电子设备冷却及热设计中倍受青睐。航空航天技术中能量输送和热量控制系统的迅速发展，对机载相变传热研究提出了迫切要求。本文针对旋转动载作用下不同倾斜管内的单相水、混合两相流及沸腾两相流流动和传热特性进行了实验研究。
利用旋转平台产生过载，通过空气压缩机向循环水系统中充气得到混合两相流，利用电加热得到沸腾两相流。通过改变测试管的倾斜角度、平台的旋转速度、入口温度、液体流量等参数，对静止和旋转状态下水平管、45°倾斜管及66°倾向管内的单相流、混合两相流、沸腾两相流进行对比试验，从而考察了旋转状态下动载及倾斜角度对流体流动与传热的影响。对旋转状态下的倾斜管内两相流型进行了可视化拍摄，得到了不同倾斜角度的两相流型图。
本文还利用FLUENT软件的VOF模型，对过载下倾斜管内的两相流动进行了数值模拟，并与实验数据进行了比较，发现两者有较好的相符性。研究表明倾斜角度和过载对两相流动和传热有较大影响。当过载和重力方向与流动方向相反时，过载和倾斜角越大，管内压力降越大、流阻越大、液相流量越小、空隙率越小、流体温度越低、热损失量越大。由此可见，动载和重力阻碍了流体向前流动，并强化了管外散热、削弱了管内流体的得热能力。从这次拍摄的图像资料中发现了冲击搅混流和冲击搅拌流等新的流型。
旋转动载;倾斜管;两相流动;传热特性;VOF模型
南京航空航天大学
硕士
人机与环境工程
宋保银
2009
中文
TB611;V245.343
61
2010-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）