微槽道沸腾传热及流阻特性的实验研究

微槽道沸腾传热及流阻特性的实验研究

论文摘要

近年来,随着微系统的发展,越来越多的学者开始关注有关微尺度方面的研究,而微尺度下的传热传质问题也成为研究热点之一。至今,虽然有很多微尺度传热与传质方面的研究者作了不少的工作,发表了较多的文章,但是对微尺度的传热与传质机理的认识仍然很不充分,实验结果也相差很大,有的甚至相反。随着越来越多的学者参与到这一领域的研究中,微尺度下的流动沸腾机理最终会被揭晓。但是在微尺度的流动沸腾机理揭晓之前,需要研究者积累大量的实验数据,以供理论研究。本文就是在这种背景下展开的,一来为丰富微尺度流动沸腾领域的实验数据;二来通过自己的工作,以探寻微通道内换热和流动机理。本文以去离子水和0.5%质量分数的磁流体作为工质,在宽为0.6mm,高为2mm的铝制矩形微槽中进行了两相传热特性与流动阻力特性的实验研究。本文第一章绪论部分回顾了前人关于沸腾传热的研究工作,简单的总结了他们的工作和结论,并由此得出流动沸腾的主要研究方向—换热特性和压降,本实验就是按照这两个方向为指导思想进行的。第二章简单介绍了本实验的指导思想、实验台的搭建、实验设备、实验前期的准备工作和实验方法。第三章是微槽道内的两相传热研究。本章分为两部分,第一部分是以去离子水为工质时的实验研究。通过改变热流密度和质量流速等于传热系数有关的参数,得到不同质量流速、不同热流密度以及不同干度下的传热系数曲线图,进行全面的分析,并与前人的结果进行对比,由此提出了一个以去离子水为工质时两相传热系数与热流密度、质量流速以及槽道长宽比有关的经验公式。第二部分以磁流体作为实验工质进行实验研究,同样得出传热系数与热流密度、质量流速的关系曲线,并与去离子水进行对比,得出磁流体作为传热工质能起到强化传热的作用。第四章简单介绍了微槽道内的流动压降特性。发现磁流体作为工质时的压降比去离子要大。第五部分总结了全文,并根据本实验的不足提出了今后的努力方向。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题背景及研究意义
  • 1.2 微尺度传热
  • 1.3 磁流体
  • 1.3.1 磁流体性质
  • 1.3.2 磁流体制备
  • 1.3.3 磁流体应用于传热
  • 本章小结
  • 第二章 微槽道沸腾传热实验
  • 2.1 实验思路
  • 2.2 实验装置
  • 2.3 实验设备
  • 2.3.1 实验段
  • 2.3.2 流量测量设备
  • 2.3.3 温度测量仪器
  • 2.3.4 压力测量仪器
  • 2.3.5 调压器
  • 2.3.6 数据采集仪器
  • 2.3.7 PID 恒温控制器
  • 2.3.8 超声波震荡仪
  • 2.4 实验过程
  • 2.4.1 实验准备
  • 2.4.2 实验方法
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 微槽道换热特性的实验分析
  • 3.1 相关理论计算
  • 3.1.1 磁流体物性参数的计算
  • 3.1.2 传热系数的理论计算
  • 3.2 传热系数的实验分析
  • 3.2.1 去离子水为工质
  • 3.2.2 磁流体作为工质
  • 3.2.3 去离子水与磁流体对比实验研究
  • 3.3 实验误差分析
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 微槽道流阻特性的实验分析
  • 4.1 相关理论计算
  • 4.2 流阻特性的实验研究与分析
  • 4.2.1 去离子水为工质
  • 4.2.2 磁流体作为工质
  • 4.2.3 去离子水与磁流体作对比
  • 4.3 实验误差计算
  • 4.4 本章小结
  • 总结与展望
  • 实验结论
  • 创新点
  • 建议和展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间发表的学术论文
  • 致谢
  • 附件
  • 相关论文文献

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