翁晓敏，胡海涛，庄大伟，丁国良，许旭东，杨怀毅

（上海交通大学制冷与低温工程研究所，上海 200240）

引 言

泡沫金属是一种高孔隙率（最高可达98%）的多孔材料，由于具有复杂的空间结构（图1）、较大的比表面积以及金属材料的高热导率等特点[1]，广泛应用于建筑板、吸声材料、换热器等。

图1 不同孔密度的泡沫金属照片Fig.1 Photo of metal foam

已有对泡沫金属传热的研究主要集中在导热性能、单相流体在泡沫金属换热器内的换热和压降特性[2-10]，以及泡沫金属结构参数对池沸腾和流动沸腾换热及压降特性的影响[11-14]。泡沫金属应用于 换热器代替传统的翅片，可以强化空气侧的换热，提高换热器的性能[15-22]。对于干空气在泡沫金属内流动过程的换热特性，泡沫金属的强化传热效果明显优于翅片[15-18]；槽道内填充泡沫金属时的传热效率能提高10～12 倍[19-20]，泡沫金属换热器的换热系数最高为翅片管换热器的3～4 倍[21-22]。实际应用中换热器大多处于湿工况下，但是到目前为止尚未见关于在析湿工况下空气在泡沫金属内流动换热与压降特性的研究报道。

泡沫金属用于析湿工况时，由于泡沫金属纤维弯曲、倾斜且相互连接，析湿产生的凝结水附着在泡沫金属纤维上，会出现凝结液滴在泡沫金属内累积的现象，从而影响换热器的换热和压降。因此，为了对泡沫金属换热器进行优化设计，需要对湿空气在泡沫金属内流动析湿过程的换热与压降特性进行研究。

本工作的目的是通过实验研究得出湿空气在泡沫金属内流动析湿过程中换热与压降特性的变化规律，分析不同影响因素对传热与压降特性的影响。……