SiO2-H2O納米流體核態(tài)池沸騰傳熱機理研究.pdf

1、碩士學位論文碩士學位論文論文題目論文題目：SiO2H2O納米流體核態(tài)池沸騰傳熱機理研究英文題目英文題目：StudyonHeatTransferMechanismofSiO2H2ONanofluidinNucleatePoolBoiling學位類學位類別：工學碩士研究生姓研究生姓名：薛淑文學號學號：2014023198學科學科(領域領域)名稱名稱：工程熱物理指導教指導教師：李科職稱職稱：教授2017年6月4日分類號：分類號：TK123TK

2、123密級：級：公開公開UDC：學校代碼：學校代碼：1012710127內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文I摘要隨著科學技術的快速革新和工業(yè)的迅速發(fā)展，環(huán)境污染和能源短缺已經(jīng)成為世界各國所要面臨的重大難題。強化工質(zhì)換熱不僅可以提高傳熱效率，還能大幅度減少設備的初期投資，對節(jié)能減排有重大意義，核態(tài)沸騰被公認為是沸騰傳熱中最佳的換熱模式，但核態(tài)沸騰換熱的應用被工質(zhì)臨界熱流密度（CHF）所限制，以至于傳統(tǒng)的純液體換熱工質(zhì)如水、礦物油、乙二醇等已很難滿

3、足在一定特殊條件下傳熱和冷卻的要求，尤其在高新技術的應用中。探索傳熱性能好、導熱系數(shù)高、臨界熱流密度高的新型換熱工質(zhì)，進一步提高沸騰換熱過程中臨界熱流密度（CHF）對工業(yè)領域應用有重大意義，已成為了當下傳熱傳質(zhì)研究的重點。近年來研究表明，納米流體相對于其基液能顯著提高臨界熱流密度，因此用納米流體解決特殊條件下的傳熱和冷卻要求的高臨界熱流密度問題具有一定的可行性，探索和揭示納米流體傳熱機理和沸騰特性顯得非常重要，而納米顆粒的添加導致的基液

4、沸騰特性的改變使得當純基液沸騰特性的研究結論及理論應用于納米流體沸騰過程預測中時存在一定偏差。本文以核電站中IVR措施為研究背景，基于納米流體沸騰實驗數(shù)據(jù)，構建新的沸騰參數(shù)關聯(lián)模型，以經(jīng)典兩相流雙流體模型為基礎（將納米流體看做由氣相和液相組成的雙流體），結合熱通量分區(qū)模型（RPI模型）、KEPSILON模型（湍流模型）、SATO模型（考慮離散相對連續(xù)相的額外影響）進行數(shù)值模擬，模擬結果中對沸騰參數(shù)預測精準，模擬曲線與實驗數(shù)據(jù)吻合較好，說

5、明熱流分區(qū)模型和SATO模型應用于納米流體沸騰預測具有可行性，也驗證了從氣泡脫離直徑、汽化核心密度、氣泡脫離頻率等沸騰參數(shù)著手構建沸騰模型的正確性，并對預測納米流體沸騰現(xiàn)象提供理論基礎。為驗證新關聯(lián)模型正確性和進一步探討影響納米流體沸騰特性變化影響因素，本次課題設計并搭建沸騰池，對體積分數(shù)為0.1%的水基SiO2納米流體進行實驗研究。本文中從納米流體制備、實驗臺搭建、池沸騰實驗、實驗結果分析等方面對納米流體沸騰換熱特性進行探討分析，研究