探析二元物系汽-液-固三相流动沸腾传热研究

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1、天津大学硕士学位论文二元物系汽-液-固三相流动沸腾传热研究姓名：王春雨申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李修伦1999.12.1摘要本文采用乙醇．水混合物为实验工质，在系统中加入不同种类和体积分率的惰性固体粒子，在垂直管中进行二元物系汽．液．固三相流动沸腾传热研究。为了与二元物系两相流动沸腾传热进行对照，本实验首先研究了二元物系汽．液两相流动沸腾传热，主要研究了热通量、液体流量及混合物组成对传热特性的影响。在此基础上，重点讨论了二元物系三相流动沸腾传热特性。f实验发现，由～于固体粒子的存在，二元物系三相流动沸腾传热系数是相同条件下汽．液两相流动沸腾传热系数的1．5～2．

2、0倍左右，同时流动系统具有较好的稳定性。实验还发现，二元物系三相流动沸腾传热系数随混合物中乙醇摩尔分率的增加而减小，随热通量及液体流量的增加而增大。二元物系三相流动沸腾传热系数随固体粒子体积分率的增加而增大，对于不同的粒子，这种变化趋势是一致的。但是具有不同物性的粒子对二元物系流动沸腾传热的强化效果不同，这与粒子的比热、导热系数及粒子的密度有很大关系，传热系数随粒子密度、比热及导热系数的增大而增大。值得一提的是，固体粒子的润湿性对强化传热也有明显的影响，、，扩⋯粒子的润湿性越差，其强化效果越好。在实验的基础上j本文提出了二元物系三相流动沸腾传热模型，模型值与实验数据吻合较好。本

3、文还讨论了二元物系三相流动沸腾传热系统的压降，压降随液体流量和粒子体积分率的增加而增大。还提出了压降模型，模型计算值与实验数据吻合较好。关键词二元物系三相流流动沸腾传热压降ABSTRACTExperimentalworkonthree—phaseflowboilingheattransferofethanol·waterbinarymixturesintheverticaltubehasbeeninvestigated．Inordertocomparewiththetwo-phaseflowboilingheattransfer,theexperimentsonvapor-li

4、quidtwo—phaseflowboilingheattransferweredonefirst．ThemaintaskWastostudytheeffectsofheatflux，flowrateandcompositionofbinarymixturesontheheattransfer．Onthebasisofthis，experimentsonthree-phaseflowboilingheattransferwerecarriedoutemphaticallylater．Theresultsshowthattheheattransfercoefficientsare

5、enhancedobviouslyinthepresenceofinertsolidparticlesandthethree-phaseflowboilingheattransfercoefficientsareabout1．5-2．0timesthatofthevapor-liquidtwo—phaseonewithbeaerflowstability．111eeffectsofseveralparametersontheheattransferwerealsodiscussed．Theresultsshowthattheheattransfercoefficientsvar

6、ywithheatflux，flowrate，compositionofbinarymixturesandthevolumefractionofsolidparticles．Thethree—phaseflowboilingheattransfercoefficientsofbinarymixturesincreasewiththeincreaseofthevolumefractionofsolidparticlesandthistendencyisthesalNlefordifferentparticles．Buttheenhancementeffectsofparticle

7、swithdissimilarphysicalpropeaiesarenotthesame．Theseareduetotheirdifferentdensity,specificheatandthermalconductivity．Theheattransfertoefficientsincreasewiththeincreaseofthesethreeparameters．Itisworthytonotethatthesurfacewettabilityhasgreateffectsont