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《微通道中临界热流密度的实验研究-周继军》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、自义并乎选展第飞5卷第5期2005年5月微通道中临界热流密度的实验研究‘周继军‘,2徐进良2‘关甘云华1,2陈勇2.1中,230026;国科学技术大学热科学和能源工程系合肥中,51064。国科学院广州能源研究所微能源系统实验室广州摘要对当量直径0.5mm,有效加热长度45.0mm的微通道进行了临界热流密度的实验研究.表明临界热流密度随工质质量流速和进口过冷度的增加而增加.基于实验数据给出了临界热流密..度与Weber数、进口过冷度的关联式实验还发现微通道中的临界热流密度现象不同于常规通道微通道中临界热流密度的产生是由于微通道的
2、蒸汽阻塞.在达到临界热流密度之前,微通道的流,动和传热主要是周期性的过冷流动沸腾从微通道逸出的汽泡和进入微通道的液体反复交替冲刷微通道.一旦达到临界热流密度,微通道中的流动和传热主要是一个蒸汽周期性逸出的过程.一直持续到过热蒸汽的出现,直到最后整个微通道被过热蒸汽阻塞.关键词微通道临界热流密度蒸汽阻塞由于电子行业对高热流密度芯片冷却提出了很6.45mm,外径7.7mm)进行了CHF研究,加热段..,185e1Z·s,高的要求微尺度相变传热的研究受到学术界的高长度m质量流速00一380kg/(m)进’.度重视.微尺度相变传热涉及
3、到微尺度空间内的沸口温度30一65C发现在同样的条件下,水平布置,、、、、的比垂直布置的CHF并且F腾起始点压差传热系数流型临界热流密度值要低CH现象在相..(CHF)等诸多问题,综述性论文见文献巨1,2].由对较大的干度下出现vanderVort等川对03一.,,27mmCHF于设备在CHF下工作时将引起壁面温度的突然的微通道也进行了实验其质量流速.,,5Z·S升高严重时将使得加热面烧毁所以CHF是相的范围为000一40000kg/(m)结果表明CHF.变换热器在运行过程中应绝对避免的.值随质量流速和过冷度的增加而增加Bow
4、er等〔‘0]常规通道中的CHF,无论是对于垂直流动还是以一1132.R为工质在当量直径为54mm的细通道及.,35〕,对于水平流动都已进行了大量的研究〔一这些当量直径为051mm的微通道内进行了CHF的实研究主要是为了满足核反应堆的设计要求.对于微验研究,结果发现在此微通道中的CHF高于在此,“,通道中的cHF研究Kendal等川指出可利用的细通道中的CHF这是由于微通道中的汽泡运动机.,数据极少关于微通道中CHF的研究有许多工作制完全不同于常规大通道所致.,要做”.Hall等,包含大本文对内径为05mm有效加热长度45mm
5、[6j提出了一个统计关联式.,的不锈钢管内进行了去离子水的F量的过冷沸腾数据解释了当通道水力直径小于CH实验研究.,.Zmm时管径对CHF的影响Yu[7]以水为工质在当量直径05mm是微通道蒸发器设计中常遇到的,直径2.98mm水平管(加热长度0.91m)内进行了典型尺寸这样尺寸的微通道利用常规的机械加工.,CHF的实验研究水的质量流速的范围为50一技术(比如电火花)很容易制造出来有效加热长度..Z·Soar8200kg/(m)Stddd等巨」也对环形通道(内径45mm也和电子芯片的长度尺寸相当实验参数范2004一07一20收
6、稿,2004一10一13收修改稿关:一广东省科技计划资助项目(批准号。933103)**,一:...通讯作者EmailXu〕l@rnsgieeaeCnf1.毅并乎选展第,5卷第5期2005年5月.:15Z·s,,围为质量流速00一4000kg/(m)进口压计量系统等组成高压氮气作为压力源经减压阀,,.力120一160kPa进口温度从室温到80C相应的和精密调压阀精确控制液体容器的压力由于连接CHF值范围为50一250W/cm“.而且对各参数如质管的内截面积是实验段内截面积的64倍,而工质量流速、进口温度等的变化趋势进行了分析,
7、最重经过冷凝器冷凝后直接排放到处于大气压力下的收要的是对F,CH发生前后动态的传热传质过程进行集容器因而实验系统中所有的压差几乎全部消耗了分析.对于微通道相变传热,一旦当量直径小于在微通道上.液体容器内的液体温度由温度控制单一,.,,03一g元(温控仪XMT900)精细调节其控制精度在临界当量直径D<丫司咖p)g表面张力的.O.,,士0SC液体容器内的液体在氮气压力的驱动下作用将对通道中的流动和传热产生显著的影响而,.流动方向对流动和传热的影响则较小.水在室温下顺序流过调节阀2拼m孔径过滤器进人实验段经,,的临界当量直径大约是
8、Zmm本文实验的管内径过实验段加热的工质通过冷凝器冷却后成为液体.是0.5mm,远远小于临界直径.所CHF被玻璃收集容器收集质量流速由直接称重的方法以本文的.、、适合于微通道在其他的流动方向下的情况.测量所有压力差压流体进出口温度以及壁面温度信号都接人Agllent3497O
