毛細(xì)結(jié)構(gòu)調(diào)控氣液兩相流型改善傳熱性能的研究.pdf

1、面對日益嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境問題，對低品位能源的再利用越來越受到重視。而可以用于低品位能源回收的ORC系統(tǒng)中有機(jī)工質(zhì)的相變換熱系數(shù)較低，提高相變傳熱效果將使換熱器
　　和系統(tǒng)的性能得到提升。本文提出了非能動相分離概念，通過制造壁面薄液膜來強(qiáng)化傳熱。
　　首先進(jìn)行了空氣-水豎直上升流動的流型調(diào)控可視化實(shí)驗(yàn)，通過插入具有毛細(xì)網(wǎng)孔表面的單層絲網(wǎng)管，將光管橫截面分成環(huán)形近壁面區(qū)域和中心區(qū)域。當(dāng)氣液兩相流將要通過絲網(wǎng)管時，氣泡受到阻擋

2、不能進(jìn)入中心區(qū)域，而液體可以被吸入中心區(qū)域。這樣兩相流體基本上在兩個不同的區(qū)域內(nèi)流動。相分離概念應(yīng)用于相變（沸騰、蒸發(fā)和冷凝）傳熱系統(tǒng)將會起到積極的作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，微小氣泡經(jīng)過調(diào)控進(jìn)入環(huán)形間隙區(qū)域內(nèi)流動，帽狀/彈狀/塞狀氣泡被調(diào)控進(jìn)入環(huán)形間隙形成拉長的環(huán)形彈狀氣泡，同時在壁面上形成薄液膜;于此同時，絲網(wǎng)管中心區(qū)域充滿了液體。由于中心區(qū)域液體與環(huán)形區(qū)域氣體之間存在較大的密度差，在中心區(qū)域形成了自動維持的脈動流，這是研究發(fā)現(xiàn)的第二個強(qiáng)化

3、傳熱機(jī)理，毛細(xì)網(wǎng)孔表面促進(jìn)了環(huán)形區(qū)域和中心區(qū)域的質(zhì)量和動量交換。對于環(huán)形間隙區(qū)域的細(xì)長環(huán)形彈狀氣泡（比如長度L＞10cm），微小氣泡從母彈狀氣泡的前端分離，此時被看做是漏氣點(diǎn)。小氣泡漏入中心區(qū)域的現(xiàn)象并不會影響強(qiáng)化傳熱。
　　此外，進(jìn)行了單相水的非相變傳熱實(shí)驗(yàn)，研究了插入絲網(wǎng)管對單相水的強(qiáng)化傳熱性能。實(shí)驗(yàn)工況:入口溫度Tin=30±0.3℃，液體雷諾數(shù)范圍為Re=2120～20175，熱流密度q=16.20～282.95kW/m2