罗新奎，王小军，罗 云，杨 祺，冯天佑，李 勇，范 超

（兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室，兰州 730000）

R30在矩形微通道内沸腾换热数值模拟

罗新奎，王小军，罗 云，杨 祺，冯天佑，李 勇，范 超

（兰州空间技术物理研究所 真空技术与物理重点实验室，兰州 730000）

利用FLUENT软件，采用VOF两相流模型对制冷剂R30在横截面为0.5 mm×0.5 mm、长为500 mm矩形微通道内的沸腾换热进行了数值模拟。以制冷剂入口温度、压力和质量流率作为变量，得出了典型流型、壁面平均温度、换热系数、截面含气率等参数的变化规律。结果表明，提高制冷剂入口温度和压力有利于增强R30在微通道内的沸腾换热，换热系数随着质量流率的增大而增大，随着截面含气率的增大而减小。

微通道；沸腾换热；数值模拟

0 引言

随着现代高新技术的快速发展，微尺度空间内的流动与换热已成为传热学的一个重要研究方向[1]。相较于常规尺度，细微通道内的沸腾换热具有三个特点：（1）充分利用液体相变潜热，制冷剂用量少，散热量大；（2）微通道换热器体积小、重量轻、便于安装；（3）适用范围广，可靠性高。目前，微通道沸腾换热技术已经广泛应用于材料加工、核电站堆芯冷却、火箭引擎冷却等领域[2-4]。

利用FLUENT软件，采用VOF两相流模型，对制冷剂R30在矩形微通道内的沸腾换热过程进行了数值模拟，分别就制冷剂入口为40℃、102.21 kPa和60℃、198.34 kPa时不同质量流率的影响进行了研究。得出了典型流型、壁面平均温度、换热系数等参数随时间的变化规律，分析了截面含气率的影响，为高热流密度下微通道换热器的设计提供参考。……