豎直矩形窄縫通道內(nèi)過冷流動(dòng)沸騰的實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值模擬.pdf

1、過冷流動(dòng)沸騰現(xiàn)象廣泛存在于生活與工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)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(yīng)用。尺度效應(yīng)對氣泡動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生了影響，因而窄縫通道中過冷流動(dòng)沸騰的特性異于常規(guī)通道，在這種情況下經(jīng)典的經(jīng)驗(yàn)公式與模型并不適用。掌握窄縫通道中過冷流動(dòng)沸騰現(xiàn)象的規(guī)律并能夠?qū)ζ浒l(fā)展做出預(yù)測，不僅能夠給各種換熱裝置的設(shè)計(jì)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(yīng)堆系統(tǒng)。
　　本文首先通過可視化實(shí)驗(yàn)對矩形窄縫通道過冷流

2、動(dòng)沸騰中壁面上氣泡核化與形成特點(diǎn)進(jìn)行了定量研究與分析，提出了新的壁面氣泡核化預(yù)測關(guān)聯(lián)式;隨后，利用兩流體模型并結(jié)合新的關(guān)聯(lián)式對這種現(xiàn)象進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。結(jié)合兩種研究手段，對矩形窄縫通道過冷流動(dòng)沸騰現(xiàn)象進(jìn)行了深入分析，為全面清晰地描述該現(xiàn)象的規(guī)律與特性積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，并奠定一定的研究基礎(chǔ)。
　　通過可視化實(shí)驗(yàn)研究分析了氣泡核化與形成特點(diǎn)與入口質(zhì)量流速、壁面過熱度及主流過冷度的關(guān)系，提出了預(yù)測沸騰起始點(diǎn)(ONB)、汽化核心密度、氣泡脫

3、離直徑和氣泡脫離頻率的關(guān)聯(lián)式，從而以此建立了新的壁面沸騰氣泡核化模型。將新的關(guān)聯(lián)式和實(shí)驗(yàn)結(jié)果與基于常規(guī)通道提出的經(jīng)典公式進(jìn)行了比較分析，展現(xiàn)了窄縫矩形通道過冷流動(dòng)沸騰的規(guī)律及其獨(dú)特性。同時(shí)對窄縫矩形通道內(nèi)傳熱特性及其與氣泡核化特性的關(guān)系也進(jìn)行了相關(guān)分析。
　　利用兩流體模型并結(jié)合壁面沸騰模型對窄縫矩形通道內(nèi)過冷流動(dòng)沸騰傳熱的現(xiàn)象進(jìn)行了數(shù)值模擬。針對兩流體模型各參數(shù)進(jìn)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(shù)。將ONB模