水的流动沸腾课件.ppt

1、水的流动沸腾水的流动沸腾 气液两相流气液两相流2013/11/202123文献统计文献统计1.1.微通道微通道微管内水的流动沸腾换热微管内水的流动沸腾换热特性的特性的实验研究实验研究Boiling heat transfer and two-phase flow of water in a singleshallow microchannel with a uniform diverging cross section Behavior of air bubbles during subcooled water boilingCirtical heat flux for flow boilin

2、g of low pressure in vertical internally heated annuli2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量4研究需求研究需求1.1.微通道微通道微管内水的流动沸腾换热微管内水的流动沸腾换热特性的特性的实验实验研究研究Boiling heat transfer and two-phase flow of water in a singleshallow microchannel with a uniform diverging cross section 2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量51.1.微通道微通道微管内水的流动沸腾换热

3、微管内水的流动沸腾换热特性的特性的实验实验研究研究2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量实验一：微管流动沸腾换热特性研究实验系统实验一：微管流动沸腾换热特性研究实验系统61.1.微通道微通道微管内水的流动沸腾换热微管内水的流动沸腾换热特性的特性的实验实验研究研究2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量实验一：微管流动沸腾换热特性研究实验实验一：微管流动沸腾换热特性研究实验系统（试验段）系统（试验段）71.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量实验二：微通道水的流动沸腾换热实验二：微通道水的流动沸腾换热实验实验Boiling heat transfer

4、 and two-phase flow of water in a singleshallow microchannel with a uniform diverging cross section Main components：p fluid tankp Pumpp Flowmeterp pre-heaterp test sectionp condenser81.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量实验二：微通道水的流动沸腾换热实验二：微通道水的流动沸腾换热实验实验Boiling heat transfer and two-phase flow of water

5、 in a singleshallow microchannel with a uniform diverging cross section 2 parts:p Four heater-blocksp The test specimen with the rectangular channelp 水流通过实验段微通道底面热单元加热，热单元热容很大，因此可以认为实验段水流通过实验段微通道底面热单元加热，热单元热容很大，因此可以认为实验段热流量为常量。热流量为常量。91.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量实验二：微通道水的流动沸腾换热实验二：微通道水的流动沸腾换热实

6、验实验Boiling heat transfer and two-phase flow of water in a singleshallow microchannel with a uniform diverging cross section The heat is transported via the three channel sides to the working fluid,and the heat fluxes are equal.p The wall temperature Tw is measured at 8 positions along the channel,vi

7、z.at Z=35,70,110,145,185,225,260,295 mm behind the channel inlet.p Flow patterns are observed at 5 positions along the flow passage,viz.60,120,180,240,300 mm from the channel inlet.p The experiments are performed for different mass andp heat fluxes(mass fluxes 50,100,300,500,700 and 1000 kg/ms,maxim

8、um heat flux about 100 kW/m).101.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量微管内水的流动沸腾换热微管内水的流动沸腾换热特性的特性的实验实验研究研究Boiling heat transfer and two-phase flow of water in a singleshallow microchannel with a uniform diverging cross section p 流量：由玻璃浮子式流量计测得，量程流量：由玻璃浮子式流量计测得，量程0.44ml/min0.44ml/min，最大误差，最大误差为为4%4%p 温度温度

9、1 1：实验段进出口及微管外壁面温度由：实验段进出口及微管外壁面温度由7 7根直径为根直径为0.5mm0.5mm的镍的镍铬铬-镍硅热电偶进行测量镍硅热电偶进行测量p 温度温度2 2：聚四氟乙烯保温套筒外表面由：聚四氟乙烯保温套筒外表面由4 4根直径为根直径为1mm1mm的的T T型热电型热电偶进行测量偶进行测量p 温度温度3 3：保温套筒开一条缝，利用红外热成像仪测量微管外壁面：保温套筒开一条缝，利用红外热成像仪测量微管外壁面瞬态温度场瞬态温度场p 加热方式：直流稳压电源直接电加热加热方式：直流稳压电源直接电加热111.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量微管内水的

10、流动沸腾换热微管内水的流动沸腾换热特性的特性的实验实验研究研究（一）微管壁面温度场的瞬态变化（一）微管壁面温度场的瞬态变化：实验一实验一图为图为a:0a:0时刻的红外时刻的红外图图像。从像。从图中可以看到图中可以看到有数段柱塞状的图形有数段柱塞状的图形，而相应的曲线图反，而相应的曲线图反映这些区域温度较高映这些区域温度较高，相邻两柱塞区域间，相邻两柱塞区域间壁面温度较低。可以壁面温度较低。可以判断其显示的塞状流判断其显示的塞状流动。动。121.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量微管内水的流动沸腾换热微管内水的流动沸腾换热特性的特性的实验实验研究研究（一）微管壁面温

11、度场的瞬态变化（一）微管壁面温度场的瞬态变化：实验一实验一图图b b：0.40.4秒后，各个秒后，各个气塞合并，形成环状气塞合并，形成环状流，这个区域额温度流，这个区域额温度也明显升高。也明显升高。131.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量微管内水的流动沸腾换热微管内水的流动沸腾换热特性的特性的实验实验研究研究（一）微管壁面温度场的瞬态变化（一）微管壁面温度场的瞬态变化：实验一实验一图图c c：0.80.8秒后，温度秒后，温度明显下降，整个区域明显下降，整个区域壁面温度均低于流体壁面温度均低于流体的饱和温度，此图应的饱和温度，此图应该是单相过冷流体经该是单相过冷流

12、体经过时的图形。过时的图形。141.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量微管内水的流动沸腾换热微管内水的流动沸腾换热特性的特性的实验实验研究研究（一）微管壁面温度场的瞬态变化（一）微管壁面温度场的瞬态变化：实验一实验一p 20秒的测定时间内，整个温度场这三种图秒的测定时间内，整个温度场这三种图形胶体产生。形胶体产生。p 此时管内水的过冷流动沸腾流型变化基本此时管内水的过冷流动沸腾流型变化基本上以单向流、汽塞流和环状流的交替产生上以单向流、汽塞流和环状流的交替产生为主为主分析原因分析原因:1.1.流速较小时，局部产生气泡。由于尺寸限流速较小时，局部产生气泡。由于尺寸限

13、制，气泡快速合并成汽塞。制，气泡快速合并成汽塞。2.2.汽塞阻碍工质流动，压降增大，推动流体汽塞阻碍工质流动，压降增大，推动流体流动。当汽塞离开实验段出口，容积增大，流动。当汽塞离开实验段出口，容积增大，压降减小，溢出使对应的出口温度迅速增大压降减小，溢出使对应的出口温度迅速增大3.3.汽塞级过冷水周期性的通过微管，造成出汽塞级过冷水周期性的通过微管，造成出口温度及压降波动剧烈。口温度及压降波动剧烈。151.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量微管内水的流动沸腾换热微管内水的流动沸腾换热特性的特性的实验实验研究研究（二）（二）换热换热特性特性实验一实验一图一：饱和沸

14、腾换热系数与干度的关系图一：饱和沸腾换热系数与干度的关系进口温度不同，离实验段进口进口温度不同，离实验段进口70mm处热电偶的换热特性曲线。质量流量分别处热电偶的换热特性曲线。质量流量分别为为132.7265.4kg/ms，热流密度为，热流密度为100250kW/m161.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量微管内水的流动沸腾换热微管内水的流动沸腾换热特性的特性的实验实验研究研究（二）（二）换热换热特性特性实验一实验一图一：饱和沸腾换热系数与干度的关系图一：饱和沸腾换热系数与干度的关系结果分析：结果分析：p 换热系数换热系数h h随着干度增大而逐渐减小，但幅度很小。

15、这可能是由于随着干度增大而逐渐减小，但幅度很小。这可能是由于微管内流动沸腾中液滴的夹带并在壁面上沉积而导致的。微管内流动沸腾中液滴的夹带并在壁面上沉积而导致的。p 当干度较小时，随着流量的增加，换热系数反而减小。而当干度当干度较小时，随着流量的增加，换热系数反而减小。而当干度逐渐增大，质量流量对换热几乎不存在影响。逐渐增大，质量流量对换热几乎不存在影响。171.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量微管内水的流动沸腾换热微管内水的流动沸腾换热特性的特性的实验实验研究研究（二）（二）换热换热特性特性实验一实验一图二：进口温度对微管换热特性的图二：进口温度对微管换热特性的

16、影响影响不同流量下，进口温度对换热的影响情况。由上图可知，当流量较小时，进口温不同流量下，进口温度对换热的影响情况。由上图可知，当流量较小时，进口温度对换热稍有影响，但是随着流量的增大，换热特性几乎不受进口温度的影响度对换热稍有影响，但是随着流量的增大，换热特性几乎不受进口温度的影响181.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量（二）图一（二）图一实验二实验二Boiling heat transfer and two-phase flow of water in a singleshallow microchannel with a uniform diverging

17、 cross section p 饱和状态下，饱和状态下，热流量为热流量为66kW/m时，时，质量流量增质量流量增大，换热系大，换热系数减小数减小191.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量（二）图二（二）图二实验二实验二Boiling heat transfer and two-phase flow of water in a singleshallow microchannel with a uniform diverging cross section p 热流量增大，传热系数增加热流量增大，传热系数增加p 水蒸气即干度质量增大，传热水蒸气即干度质量增大，传热

18、系数减小系数减小p 传热系数随着热流量而变化显传热系数随着热流量而变化显著，属于核态沸腾著，属于核态沸腾201.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量总总结结p 在过冷沸腾状态下，过冷流动沸腾流型变化基本上式以单相流、汽塞流和环状在过冷沸腾状态下，过冷流动沸腾流型变化基本上式以单相流、汽塞流和环状流的交替产生为主。流的交替产生为主。p 饱和沸腾换热系数饱和沸腾换热系数h h随着干度的增大而逐渐减小，但减小的幅度非常小。这可能随着干度的增大而逐渐减小，但减小的幅度非常小。这可能由于微管内流动沸腾中液滴的夹带并在壁面上沉积而导致的。由于微管内流动沸腾中液滴的夹带并在壁面上

19、沉积而导致的。p 当干度较小时，随着质量流量的增加，换热系数反而减小。当干度逐渐增大，当干度较小时，随着质量流量的增加，换热系数反而减小。当干度逐渐增大，质量流量对换热几乎不存在影响。质量流量对换热几乎不存在影响。p 当流量较小时，进口温度对换热稍有影响，但是随着流量的增大，换热特性几当流量较小时，进口温度对换热稍有影响，但是随着流量的增大，换热特性几乎不受进口温度的影响。乎不受进口温度的影响。211.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量p 飞行器在加速、减速或机动飞行时，运动载荷必然作用于机载两相流系飞行器在加速、减速或机动飞行时，运动载荷必然作用于机载两相流系统

20、。动载作用和相分布的多变性（相密集、弥散、分层等等）使得两相统。动载作用和相分布的多变性（相密集、弥散、分层等等）使得两相间的力学关系发生变化，进而影响两相流动的传热特性。对于加热沸腾间的力学关系发生变化，进而影响两相流动的传热特性。对于加热沸腾的两相流动，相变造成质传递和含气率变化，运动流型不仅沿流道不断的两相流动，相变造成质传递和含气率变化，运动流型不仅沿流道不断发生变化，也会随过载的大小发生改变，导致流动计算复杂化。发生变化，也会随过载的大小发生改变，导致流动计算复杂化。p 由于其固有的复杂性、多样性以及现阶段测量手段的局限性，对其由于其固有的复杂性、多样性以及现阶段测量手段的局限性，对

21、其传热机理，流动特性，质量、动量和能量传递模型还没有较为肯定传热机理，流动特性，质量、动量和能量传递模型还没有较为肯定的结论。因此，动载作用下沸腾两相流传热机理还需从大量实验数的结论。因此，动载作用下沸腾两相流传热机理还需从大量实验数据中归纳总结出来。据中归纳总结出来。Behavior of air bubbles during subcooled water boiling221.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Behavior of air bubbles during subcooled water boiling231.1.微通道微通道2.2.动载下动载

22、下3.3.临界热通量临界热通量Behavior of air bubbles during subcooled water boiling241.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Behavior of air bubbles during subcooled water boiling251.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量1.1.在在实验开始前，先启动水泵对循环管道进行冲洗，然后排空液体，取下测试实验开始前，先启动水泵对循环管道进行冲洗，然后排空液体，取下测试段对其认真清洗，之后安装好测试段，对整个工质回路进行气密性检查。考段对

23、其认真清洗，之后安装好测试段，对整个工质回路进行气密性检查。考虑到实验所用的自来水在加热时会在加热器内出现结垢现象，因此每次实验虑到实验所用的自来水在加热时会在加热器内出现结垢现象，因此每次实验都会充注已经沸腾过的热水来进行实验。都会充注已经沸腾过的热水来进行实验。2.2.确认确认气阀门关闭后，开启水泵将水充满整个管道后停止流动，打开气阀门关闭后，开启水泵将水充满整个管道后停止流动，打开ADAM-ADAM-40004000自动检测信号软件，调节电导探针测量仪，对各测量参数的零点初值进自动检测信号软件，调节电导探针测量仪，对各测量参数的零点初值进行记录，并在采集程序中做相应调整。行记录，并在采集

24、程序中做相应调整。3.3.准备准备工作结束后，再开启水泵和加热器对单相流动水加热至沸腾两相流工作结束后，再开启水泵和加热器对单相流动水加热至沸腾两相流。4.4.打开打开采集程序和摄像机，检查转台上所有设备固定好后，开启、调节转台调采集程序和摄像机，检查转台上所有设备固定好后，开启、调节转台调频器，对不同动载下两相流特性进行实验并测试和记录相关参数和图像。频器，对不同动载下两相流特性进行实验并测试和记录相关参数和图像。5.5.实验实验结束后，先关闭调频器。待转台静止后，切断加热器电源，让流体在管结束后，先关闭调频器。待转台静止后，切断加热器电源，让流体在管内继续流动一段时间后再关闭水泵、阀门和其

25、他电源。取下摄像机和笔记本内继续流动一段时间后再关闭水泵、阀门和其他电源。取下摄像机和笔记本电脑进行数据处理与分析。电脑进行数据处理与分析。实验步骤实验步骤Behavior of air bubbles during subcooled water boiling261.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Behavior of air bubbles during subcooled water boiling271.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Behavior of air bubbles during subcooled w

26、ater boiling281.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Behavior of air bubbles during subcooled water boiling291.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量小结小结1 通过通过实验，研究了水平管内流动水加热沸腾时两相流的基本流型，获得实验，研究了水平管内流动水加热沸腾时两相流的基本流型，获得了静止和旋转状态下的沸腾汽了静止和旋转状态下的沸腾汽-水两相流流型图，并分析了重力和离心力效应水两相流流型图，并分析了重力和离心力效应对沸腾流型对沸腾流型的影响的影响。主要工作归纳如下：。

27、主要工作归纳如下：1.在在同一加热条件下，进行了转台在同一加热条件下，进行了转台在057r/min（测试段中心截面所受过（测试段中心截面所受过载量为载量为02G）加速）加速过程中沸腾两相流的流型实验。从所摄图像资料中，过程中沸腾两相流的流型实验。从所摄图像资料中，发现并定义了新的流型发现并定义了新的流型：冲击：冲击流、高冲击交混流和低冲击交混流。流、高冲击交混流和低冲击交混流。2.在在同一加热条件下，进行了转台在同一加热条件下，进行了转台在570 r/min（测试段中心截面所受过（测试段中心截面所受过载量为载量为2 G0）减速过程中沸腾两相流的流型实验。获得了同样载荷下，）减速过程中沸腾两相流

28、的流型实验。获得了同样载荷下，由于转台的加由于转台的加 速、减速引起的流型非对称特性，并分析了气泡受力时的速、减速引起的流型非对称特性，并分析了气泡受力时的变形情况。变形情况。3.从从管内流体质点的受力角度出发，分析了造成两种变化过程中的流型变管内流体质点的受力角度出发，分析了造成两种变化过程中的流型变迁出现迁出现 非对称非对称现象的原因。现象的原因。Behavior of air bubbles during subcooled water boiling301.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量小结小结1 通过通过实验，研究了水平管内流动水加热沸腾时两相流的基

29、本流型，获得实验，研究了水平管内流动水加热沸腾时两相流的基本流型，获得了静止和旋转状态下的沸腾汽了静止和旋转状态下的沸腾汽-水两相流流型图，并分析了重力和离心力效应水两相流流型图，并分析了重力和离心力效应对沸腾流型对沸腾流型的影响的影响。主要工作归纳如下：。主要工作归纳如下：1.在在同一加热条件下，进行了转台在同一加热条件下，进行了转台在057r/min（测试段中心截面所受过（测试段中心截面所受过载量为载量为02G）加速）加速过程中沸腾两相流的流型实验。从所摄图像资料中，过程中沸腾两相流的流型实验。从所摄图像资料中，发现并定义了新的流型发现并定义了新的流型：冲击：冲击流、高冲击交混流和低冲击交

30、混流。流、高冲击交混流和低冲击交混流。2.在在同一加热条件下，进行了转台在同一加热条件下，进行了转台在570 r/min（测试段中心截面所受过（测试段中心截面所受过载量为载量为2 G0）减速过程中沸腾两相流的流型实验。获得了同样载荷下，）减速过程中沸腾两相流的流型实验。获得了同样载荷下，由于转台的加由于转台的加 速、减速引起的流型非对称特性，并分析了气泡受力时的速、减速引起的流型非对称特性，并分析了气泡受力时的变形情况。变形情况。3.从从管内流体质点的受力角度出发，分析了造成两种变化过程中的流型变管内流体质点的受力角度出发，分析了造成两种变化过程中的流型变迁出现迁出现 非对称非对称现象的原因。

31、现象的原因。Behavior of air bubbles during subcooled water boiling311.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Behavior of air bubbles during subcooled water boiling321.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Behavior of air bubbles during subcooled water boiling331.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Behavior of air bubbles

32、during subcooled water boiling341.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Behavior of air bubbles during subcooled water boiling351.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Behavior of air bubbles during subcooled water boiling361.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Behavior of air bubbles during subcooled water boiling

33、371.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Behavior of air bubbles during subcooled water boiling 利用利用旋转实验台及流动沸腾装置，对水平管内沸腾两相流的流动及传热参数进旋转实验台及流动沸腾装置，对水平管内沸腾两相流的流动及传热参数进行了一系列测量，并使用摄像机和流动可视化技术对流型进行了实时拍摄，得到了行了一系列测量，并使用摄像机和流动可视化技术对流型进行了实时拍摄，得到了动载作用下的实验数据和图像。通过对试验数据和图像的分析整理，获得动载作用动载作用下的实验数据和图像。通过对试验数据和图像的分析整理，获得动

34、载作用下气液两相流的部分流动及传热特性。主要结论归纳如下：下气液两相流的部分流动及传热特性。主要结论归纳如下：(1)过载对饱和沸腾两相流流型有一定的影响。加热时转台在过载对饱和沸腾两相流流型有一定的影响。加热时转台在 0-57r/min（即加热段（即加热段中心处所受过载量变化为中心处所受过载量变化为 0-2G）的加速过程中，会出现冲击流、高冲击交混流和低）的加速过程中，会出现冲击流、高冲击交混流和低冲击交冲击交混流。混流。(2)过载对管内两相流动尤其是压力降及空隙率产生强烈影响。当加速度方向与流体过载对管内两相流动尤其是压力降及空隙率产生强烈影响。当加速度方向与流体流动方向相同时，过载可以看作

35、是流体受到一个与流动方向相反的力的作用。所以流动方向相同时，过载可以看作是流体受到一个与流动方向相反的力的作用。所以过载会增大管内流体的流阻，阻碍管内流体继续向前流动。过载越大，流阻越大，过载会增大管内流体的流阻，阻碍管内流体继续向前流动。过载越大，流阻越大，液相液相后壅后壅的现象越明显。即随过载增大，液相流量减小，进出口压差增大，空隙率的现象越明显。即随过载增大，液相流量减小，进出口压差增大，空隙率减小。减小。(3)过载促进管外散热。静止时，管壁散热以辐射换热为主，而过载状态下，管外散过载促进管外散热。静止时，管壁散热以辐射换热为主，而过载状态下，管外散热以强迫对流散热为主，且随着过载的增大

36、，外掠圆管外壁的空气流速增加，其对热以强迫对流散热为主，且随着过载的增大，外掠圆管外壁的空气流速增加，其对流散热量迅速增大。流散热量迅速增大。(4)过载削弱对管内流体的加热能力。静止时，两相流传热能力高于单相流，其主要过载削弱对管内流体的加热能力。静止时，两相流传热能力高于单相流，其主要因素就是潜热量的存在，而在过载增大过程中，两相流逐渐转变为单相流，其换热因素就是潜热量的存在，而在过载增大过程中，两相流逐渐转变为单相流，其换热优点消失殆尽。优点消失殆尽。381.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Behavior of air bubbles during sub

37、cooled water boiling1.1.由于动载条件的复杂性，缺少可靠的数学模型，为了了解其流动与由于动载条件的复杂性，缺少可靠的数学模型，为了了解其流动与传热特传热特性性，通常采用实验方法来进行初探性研究。不过，我引用的三篇文章提到的，通常采用实验方法来进行初探性研究。不过，我引用的三篇文章提到的同一个试验台，我觉得有些结果有问题。同一个试验台，我觉得有些结果有问题。2.2.通过分别介绍了两个实验台，我觉得有很大的意义。实验如何设计、包括通过分别介绍了两个实验台，我觉得有很大的意义。实验如何设计、包括实际操作中可能遇到的问题，都要预先尽量想到。有些问题是可以遇到再解实际操作中可能遇到

38、的问题，都要预先尽量想到。有些问题是可以遇到再解决的，但是实验的设计思路一旦错了，就全盘有问题了。决的，但是实验的设计思路一旦错了，就全盘有问题了。3.3.动载实验畅想，火箭车实验。动载实验畅想，火箭车实验。391.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Cirtical heat flux for flow boiling of low pressure in vertical internally heated annulip Boiling of a liquid fluid is used for cooling and/or steam production

39、in many technical applications,like power plants or electronic devices.However,the nucleate boiling process is limited by the critical heat flux(CHF),which is the highest heat flux that can be dissipated into a nucleate boiling system before the local transition to film boiling occurs.p Critical hea

40、t flux at low flow,low pressure conditions is important with respect to accident conditions of boiling water reactors.Nevertheless,available experimental data and prediction methods for these conditions are scarce.401.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Cirtical heat flux for flow boiling of low pressur

41、e in vertical internally heated annuli411.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Cirtical heat flux for flow boiling of low pressure in vertical internally heated annulip The own measured data are in accordance with the tendencies and the value region of the literature data.421.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临

42、界热通量Cirtical heat flux for flow boiling of low pressure in vertical internally heated annulip The outlet pressure influence on the CHF values is similar for both annuli431.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Cirtical heat flux for flow boiling of low pressure in vertical internally heated annulip It is

43、evident that the CHF was detected always on the top end of the heated section for the large annulus,whereas the data points of small annulus are distributed in the upper half as described above.Moreover,the CHF position could vary in the axial and azimuthal position on the heated surface even for th

44、e same parameter set in case of the small annulus.441.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Cirtical heat flux for flow boiling of low pressure in vertical internally heated annulip the experimental values of both works are matching very well.451.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Cirtical heat flux for flow

45、 boiling of low pressure in vertical internally heated annulip the CHF results for the different annular geometries of Rogers et al.and the present work at similar inlet subcooling enthalpy conditions461.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Cirtical heat flux for flow boiling of low pressure in vertical

46、internally heated annulip The 3-k-factors correlation using the LUT1986 led to 70130%higher CHF values.Using the LUT200626 improved the performance with predicting errors of 3462%,but the experimental data were still over-estimated.471.1.微通道微通道2.2.动载下动载下3.3.临界热通量临界热通量Cirtical heat flux for flow boil

47、ing of low pressure in vertical internally heated annulip The CHF value results from the LUT for tubes by inserting the correlated vapor quality.The calculated values of the rod-centered correlation illustrated in Fig.15were in good agreement with the experimental data in the applied range of low pr

48、essure and low mass flux.481249文献统计文献统计微通道微通道矩形微槽内水的流动沸腾压降特性实验矩形微槽内水的流动沸腾压降特性实验研究研究水平微管内水的流动沸腾压降特性实验研究水平微管内水的流动沸腾压降特性实验研究50矩形微槽矩形微槽水平微管水平微管矩形微槽内水的流动沸腾压降特性实验矩形微槽内水的流动沸腾压降特性实验研究研究研究背景研究背景现存问题现存问题本文内容本文内容p 以微尺度相变理论为基础的微通道内流动以微尺度相变理论为基础的微通道内流动沸腾沸腾的研究逐渐得到的研究逐渐得到重视。而重视。而微微通道内压降特性通道内压降特性正是正是研究的主要问题研究的主要问题之

49、一。之一。p 现有文献对单矩形微槽内水的流动沸腾压降研究尚不充分。现有文献对单矩形微槽内水的流动沸腾压降研究尚不充分。p 本文采用蒸馏水为实验工质，水力本文采用蒸馏水为实验工质，水力直径直径0.267mm0.267mm的矩形微槽为实验段，通过的矩形微槽为实验段，通过测量测量沸腾时沸腾时进出口压降，获得压降变化特性，并在实验进出口压降，获得压降变化特性，并在实验范围内范围内考虑各参数考虑各参数效应提出新的流动沸腾压降实验效应提出新的流动沸腾压降实验关联式。关联式。51矩形微槽矩形微槽水平微管水平微管矩形微槽内水的流动沸腾压降特性实验矩形微槽内水的流动沸腾压降特性实验研究研究实验装置图实验装置图p

50、 经经除气后的水经高压小流量恒流蠕动泵由冷凝器降温和过滤器过滤后除气后的水经高压小流量恒流蠕动泵由冷凝器降温和过滤器过滤后进入进入恒温水浴箱和辅助加热器进行预热，达到恒温水浴箱和辅助加热器进行预热，达到一定进口一定进口温度后进入实验温度后进入实验段。工段。工质质通过实验段后经通过实验段后经冷凝器冷凝器回到贮液罐，形成回到贮液罐，形成循环。循环。52矩形微槽矩形微槽水平微管水平微管矩形微槽内水的流动沸腾压降特性实验矩形微槽内水的流动沸腾压降特性实验研究研究矩形微槽实验段图矩形微槽实验段图p 不锈钢薄板上矩形微槽道截不锈钢薄板上矩形微槽道截面面积积为为0.4mm0.4mm0.2mm0.2mm(宽宽