噴霧冷卻換熱特性研究及在圓筒冷卻機(jī)中的應(yīng)用.pdf

1、噴霧冷卻是一門新穎的冷卻技術(shù)，它具有換熱效率高、換熱均勻、適用性廣、節(jié)省冷卻介質(zhì)等突出優(yōu)點(diǎn)而備受人們的關(guān)注。尤其在電子領(lǐng)域，隨著大功率集成電路的發(fā)展，噴霧冷卻作為下一代散熱方式而成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，對噴霧冷卻平面和圓筒冷卻機(jī)的換熱特性進(jìn)行了研究。
　　對于平面冷卻，首先建立了一個三維的噴霧換熱模型，然后通過仿真研究其換熱特性并推導(dǎo)出一個新的換熱關(guān)聯(lián)式。研究的結(jié)果表明，隨著噴霧高度與換熱面大小的變化，換熱方

2、式會發(fā)生了改變，關(guān)聯(lián)式發(fā)生分段；隨著換熱面溫度的升高，冷卻介質(zhì)內(nèi)部相變換熱量與總換熱量的比值與換熱面溫度近似成線性關(guān)系。
　　對于圓筒冷卻機(jī)的冷卻，首先進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。通過調(diào)節(jié)物料的溫度，噴霧的流量，圓筒的轉(zhuǎn)速研究圓筒外壁面溫度分布以及物料的熱流密度變化規(guī)律。結(jié)果表明，由于筒壁導(dǎo)熱性較差，圓筒外表面溫度較物料溫度低的多；提高物料溫度，筒壁溫度顯著升高，換熱效率增大；圓筒轉(zhuǎn)速對外壁面平均溫度的影響較小，但轉(zhuǎn)速越快，溫度的均勻性越好；

3、隨著噴霧流量的增大，系統(tǒng)換熱能力增強(qiáng)，但增長幅度會逐漸降低。
　　本文還通過仿真研究了噴嘴的位置，圓筒的轉(zhuǎn)速和傾角，筒體的材質(zhì)等參數(shù)對圓筒冷卻機(jī)換熱的影響。在仿真下，壁面溫度和噴霧液膜的分布得到了直觀的顯示。結(jié)果顯示，對于單噴嘴，噴霧的位置對換熱具有重大影響，當(dāng)噴嘴處于圓筒正上方時，液膜分布最為均勻，換熱效果最好；圓筒與水平面之間的傾角越大，液膜分布的均勻性越差，換熱效率降低；當(dāng)筒體材質(zhì)導(dǎo)熱性較好時，圓筒轉(zhuǎn)速對壁面溫度的分布具有顯