竖直矩形小通道内上升流饱和沸腾换热规律的研究

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1、硕士学位论文竖直矩形小通道内上升流饱和沸腾换热规律的研究THEMECHANISMOFSATURATEDTWO-PHASEUPFLOWBOILINGHEATTRANSFERANDPRESSUREDROPINAVERTICALRECTANGULARMINICHANNEL郑银银哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TU833.1学校代码：10213国际图书分类号：697密级：公开工程硕士学位论文竖直矩形小通道内上升流饱和沸腾换热规律的研究硕士研究生：郑银银导师：马世君副教授申请学位：工程硕士学科：建筑与土木工程所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2015年6

2、月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TU833.1U.D.C.:697DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHEMECHANISMOFSATURATEDTWO-PHASEUPFLOWBOILINGHEATTRANSFERANDPRESSUREDROPINAVERTICALRECTANGULARMINICHANNELCandidate：ZhengYinyinSupervisor：AssociateProf.MaShijunAcademicDegreeAppliedfor：Mastero

3、fEngineeringArchitecturalandCivilSpeciality：EngineeringAffiliation:SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要两相流板翅式换热器由于其结构紧凑、换热效率高的优点，在空间受限、大功率换热换热的场合具有广泛的应用前景。目前，两相流板翅式换热器的换热机理以及其理论

4、设计技术都没有完全解决，本文为了更清楚的分析其换热规律，取平直翅片管板翅式换热器的单个流动通道结构单元为研究对象，通过给定边界和工况条件，分析工质R21通过矩形小通道上升流的饱和沸腾换热规律和机理。对于多种工况的运行条件，采用数值模拟方法，相对于实验方式，具有明显的优势，本文采用CFX软件，建立了矩形小通道两相流沸腾换热的模型。研究两相流工质的流动一般有均相模型和两流体模型，而两流体模型能够精确反应流体的状态，精度更高，因此，选用两流体模型来保证模拟结果的可靠性。质量流率、干度、热流密度和运行压力是运行工况的重要控制参数，本文采用分别研究这四个参量对两相流饱

5、和沸腾换热和摩擦压降的影响，并通过分析模拟数据，得到其对换热系数和摩擦压降的影响规律。增大质量流率和干度，沸腾换热系数和摩擦压降都会增大，而受热流密度的影响几乎可以忽略。另外，换热系数和摩擦压降都会随运行压力的增大而减小。从参量物性和力学的角度深层分析饱和沸腾换热的机理，同时，这也证明了小通道内两相流的饱和沸腾换热主导机理是对流蒸发换热机理。将大量的模拟数值分别与不同的关联式预测值比较，结果发现，各关联式的预测值偏差太大，需要经过一定的修正。考虑了表面张力对小通道的沸腾换热的影响，引入无量纲参数We，提出新的修正关联式，并将其预测值与模拟数据比较，发现预测误

6、差在很小的范围之内，准确度有了明显的提高。关键词：小通道；饱和沸腾；摩擦压降；预测关联式I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractDuetocompactstructure,highefficiency,inahighemissionandconfinedspace,Two-phaseplatefinheatexchangerhasawideapplicationprospect.Atpresent,Themechanismoftwo-phaseplatefinheatexchangerandthedesigntechnologyhavenotbeen

7、sloved,formoreclearlyunderstandingthemechanismofboilingheattransfer,thispaperestablishasimplephysicalmodelbasedonastructureofplatefinheatexchanger.SetinitialconditionsandboundaryconditionstoanalysethemechanismofboilingheattransferandpressuredropforR21inaverticalrectangularminichann

8、el.ThispaperusesANSYSCFXto