多孔微通道流动沸腾换热特性的实验研究
2021-03-11张东辉徐海洋王雷青吴明发周志平
节能技术 2021年1期
张东辉,徐海洋,陈 一,王雷青,曹 薇,吴明发,周志平
(江苏科技大学 能源与动力工程学院,江苏 镇江 212003)
0 引言
微通道沸腾换热是一种极有潜力的高热流密度器件散热方案,在带走电器热量的时候,是通过两相流动沸腾实现的,该方法具有很多优点,比如工质需求量较低,传热系数较高等,同时有效减小了设备体积和重量。Tuckerman等[1]选择使用硅材料,其通过利用化学蚀刻对材料进行加工,进而使材料上面有矩形槽道,并利用工质冷却的方式带走热量。近年来,研究人员把研究目光放在了多孔微通道上,其可以让换热性能提升,让微通道的压力脉动显著下降。Qu等[2]展开实验研究,选择的实验对象为铜基微通道,研究表明,当热流密度与临界热流密度接近的时候,微通道壁面气泡变化明显,此时会有干涸情况出现在微通道局部,进而使微通道的温度发生变化,压力也发生变化。Narrein等[3]采用数值模拟的方法,对铜基/多孔微通道的流动沸腾换热性能仿真,研究结果显示,和普通微通道相比,多孔微通道具有较高的换热性能,但是,也会导致其具有极高的内部压力。Leao[4]在分析和研究多孔微通道的时候,使用流动工质为R245fa,使用50个微通道沟槽。研究显示,在产生沸腾起始点的时候,微通道传热系数就开始提升,在没有达到核沸腾状态的时候,其沸腾曲线呈现出断开的状态。王国栋[5]对微通道展开研究,在区分沸腾区是否稳定的时候,是利用干度确定的。研究结果表明,x=0.044为水平出入口方式的沸腾模式转变位置,x=0.036为垂直入口方式的沸腾模式转变位置,因此和后者比,前者可以让微通道内部流动沸腾不稳定性显著降低。……
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