在单通道微型蒸发器中测量和流场可视化的两相流沸腾

《在单通道微型蒸发器中测量和流场可视化的两相流沸腾》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、在单通道微型蒸发器中的测量和流场可视化的两相流沸腾摘要两相流沸腾被运用在不同的应用程序，因为它的换热能力高于单相流。然而，在微尺度沸腾的流体流动和传热的基本原理结构尚未完全理解。这项工作的目的是有助于更好地在流动沸腾的水在小通道的基本物理现象的理解。这个目的实验研究的流动模式，沸腾曲线，和传热系数在单通道，一个通道微型蒸发器深度，宽度和长度为198*241*21900μm和378*471*21900μm。高速的可视化（30000fps）是同时进行传热和压力降的测量提供了定量为了更好地了解微通道蒸发器两相流动特性的实验数据，流动模式中的热通量和通量的影响

2、，沸腾换热系数进行了研究。六种不同的流动模式进行观察和使用最常用的被接受的分类是气泡，塞，流失，环形，环形波状，和逆环状流。流动模式是紧密耦合的质量流量，热通量，和信道的大小。泡状流是主要发育在较低的热通量和进展到塞，流失，和环状流的热通量的增加。高速的可视化提供了一种手段来表征间歇流的形成和随后的重新导致压降振荡的通道的润湿，流模式的演变为反流发生的物理解释。关键词流动沸腾流动模式两相流微通道蒸发1.引言当液体蒸发，加热通道，液体和蒸气的交互的基础上的相对相位成分形成一个范围内的流动模式。特定的流动模式取决于压力，流量，热通量的条件，和通道的几何形状

3、。因为它是极其困难的'track”的所有流的热工水力特性的不断变化（在时间和位置），到目前为止的研究主要是经验而不是分析（科利尔和汤米，1994）。分析了两相流使用的方法是基于基本方程管的质量，动量守恒，能量。在应用这些方程的困难来自于需要提供质量流量的详细信息，速度，和密度为实现可靠的结果。不幸的是，这些数据是不使用的实验技术和大多数建模方便的记录程序是基于简化的假设。所做的主要假设是均匀的，分开考虑，和流动模式模型。流动模式的模型是一个更复杂的方法，两相流的方程在各种流型的框架内解决。各种技术可用于非绝热和绝热通道中的两相流流型的研究。在更高的速度

4、，在图形变得不明显，流场的直接观测用摄影，X线，或高速视频记录。探头也作为推流模式提供信息的一种间接方法（revellin等人，2006；休伊特，1978）。而用来确定流动模式的术语可以是主观的，传统的模式状态划分为气泡，塞，流失，环形，环形流(HarirchianandGarimella,2009b;RevellinandThome,2007;Kandlikar,2006;ChenandGarimella,2006;LeeandMudawar,2005).尽管从一个模式到另一个不同的流动模式和转换的理解存在的缺陷，人们普遍感到需要对可能发生的一组给定

5、的局部参数的特定模式的一些想法的简单方法。一个代表不同的转换方法是在一个流动模式地图的形式。虽然，有图案的微型通道，它已得出结论表明采用或外推两相宏观到微观两相流流型图是不现实的。这是因为表面张力的影响往往是一个更重要的作用比在较大的微流道(Carey,2008)。其他原因所观察到的偏差从古典的'macro-theories的表面粗糙度和下落不明的系统误差，由于小尺寸的微通道，使一些实验参数难以测量具有足够的精度(Morini,2004)。此外，流动不稳定性在微通道中流动沸腾的几位作者不仅复杂的建模工作但流动模式也产生不稳定性的发生(WuandChen

6、g,2004;Kandlikaretal.,2006b;Leeetal.,2010)。流型图通常表示在图，其中坐标是肤浅的相速度（JF，JG）或广义参数包含这些速度。表面相速度流型图的作用是使用限制了其应用到一个特定的情况，而更广义的参数的选择可能是最好的代表的转换。事实上，harirchian和Garimella（2010），王景荣和托姆（2011）提出的新模式的地图的基础上而不是表面的相速度的无量纲参数。这些方法不能推广到更多的特征数据成为可用。一个更好的理解的两相的流动模式，将有助于制定准确的预测的传热和压降的基本参数安全操作和优化换热器的设计。

7、在最近几年，尽管密集的活动，在小的几何形状的传热特性仍然需要澄清。微观和宏观的'approach’的单相流之间的差异已普遍归因于事实的物理机制，可能占主导地位的微通道是不太重要的导致，反之亦然。一些出版物同意考虑入口效应，粘滞的能量耗散，壁面粗糙度，轴向热传导，和测量精度高，可导致微观和宏观理论之间的比较的结果。然而，也有研究微通道中基于实验和数值模拟的Navier－斯托克斯方程和能量方程–，表现出与宏观实验数据吻合良好。这些似乎并没有确凿的证据，为宏观理论的适用性进行分析时，微通道。不幸的是，在微通道的控制现象尚未得到很好的理解和在流动和传热速率的预

8、测可以用信心，优质，可靠的实验数据，需要解决在文献中的差异。对于两相流的传热系数（HTC），有