王迎慧, 朱 静, 盛林弘毅

(江苏大学 能源与动力工程学院, 江苏 镇江 212013)

临界热流密度(critical heat flux,CHF)是微通道沸腾换热的一个重要参数,对于微通道流动沸腾换热的冷却系统设计、安全运行均有重要的影响.在加热壁面做特殊加工,如开设凹槽,可增加汽化核心,提高汽泡脱离频率,形成液膜蒸发,有效降低壁面过热度,维持加热壁面的工作温度低于其极限温度,提高工质在微通道中发生流动沸腾时的临界热流密度.

有关流动沸腾临界热流密度的研究,国内外学者做了大量的工作.文献[1]以水为工质,探究了在低压条件下,影响微通道流动沸腾临界热流密度的因素,结果表明加热段长度、工质质量流速为主要因素.文献[2]研究了水在不同尺寸的微通道中发生流动沸腾时的临界热流密度,结果表明临界热流密度随入口工质入口过冷度及质量流速的增加而增加.文献[3]以去离子水为工质,试验探究矩形微槽道中的临界热流密度,发现临界热流密度随工质质量流速的增加而增大,而入口过冷度对临界热流密度几乎没有影响,这与文献[2]的研究结果有所不同.文献[4]针对工质FC-87在喷涂金刚石粉末的2 mm×2 mm的正方形通道内流动沸腾试验发现,与未做喷涂处理的微通道相比,其沸腾换热系数与临界热流密度都有所提高.文献[5]以去离子水为工质,研究了Ω形凹槽对硅基矩形微通道流动沸腾的作用,发现开设Ω形凹槽的微通道,可增加加热壁面的汽化核心……