R134a在微小通道内的流动沸腾换热特性研究
随着电子设备的微型化，使得对微尺度换热设备的应用更加广泛，微通道及微小通道内的流动沸腾换热的传热机理的研究越来越被人们重视。本文采用数值模拟方法研究了R134a在微小通道内的沸腾换热特性。为R134a在微小通道内的沸腾换热特性提供理论依据。 本文采用CFX软件对微小通道内的气液相变流动进行了研究。通过建立微小矩形通道的三维数值模型，分析了通道的尺寸、进口质量流速、壁面热流密度对通道内主流体沿程温度分布、截面含汽率、换热系数等的影响。通过Ja、Bo、Re数等无量纲量分析了影响制冷工质流动沸腾换热特性。分析了质量流速和壁面热流密度对汽化核心密度的影响。主要工作及结论如下: 1.在相同热流密度和进口质量流速下，本文所研究的三种尺寸通道（2mm×1mm，2mm×2mm，2mm×3mm）中，2mm×1mm通道内流体温度最先达到饱和温度，随着通道截面尺寸的增加，饱和温度起始点会向下游移动。三种通道下，当主流体温度接近饱和温度后，流道中开始产生气相，主流体温度逐渐上升并略超过饱和温度，此时截面含汽率急剧增加，主流体温度开始回落，最终稳定在饱和温度。 2.所研究的三种尺寸通道中，随着截面尺寸的减小，2mm×1mm通道内流体最先汽化，截面积越大，气化起始点越滞后。 3.着重分析了Ja、Re、Bo数对通道内R134a沸腾换热的影响。在本研究的工况范围内，由于蒸发换热起主导作用，Re对壁面平均换热系数的影响不大。随着壁面热流密度(q)的增加，Ja和换热系数h均增加，说明气泡的产生强化了传热。三组槽道的换热系数h均随着沸腾数Bo的增加而增加，说明随着热流密度的增加，换热效果得到了加强，同时说明核态沸腾起主导作用。 4.还研究了三种通道内汽化核心密度与质量流速与壁面热流密度的关系。在本文的研究范围内，汽化核心密度会随着质量流速的增加略微减小。三种通道内，汽化核心密度(N)随着热流密度(q)的增加而上升。
换热设备;R134a制冷剂;微小通道;流动沸腾;换热特性
广东工业大学
硕士
动力工程及工程热物理
刘湘云
2016
中文
TK172
89
2016-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）