刘联胜 刘轩臣 贾文琪 田亮 杨华3) 段润泽†

1) (河北工业大学能源与环境工程学院, 天津 300401)

2) (河北省热科学与能源清洁利用技术重点实验室, 天津 300401)

3) (天津泓雅节能科技有限责任公司, 天津 300401)

小液滴撞击壁面现象在喷雾冷却等领域都有广泛应用.为研究小液滴(微米)撞击热壁面(非沸腾区)传热过程, 建立了二维液滴撞壁瞬态模型, 并采用相场方法对小液滴换热过程中对流热通量和导热热通量的大小进行了对比.研究结果表明: 液滴撞击壁面初期形成“冷斑”, 有利于小液滴与壁面的传热; 小液滴撞击壁面过程中热通量峰值存在于三相接触点附近, 数量级在105—106 W/m2; 小液滴撞击壁面过程中受壁面浸润性和液滴尺寸对传导热通量的影响较为显著, 而速度和液滴尺寸对对流热通量的影响较为显著; 大多数情况下,小液滴撞击壁面传导热通量数量级在103—105 W/m2, 对流热通量数量级在104—106 W/m2, 对流热通量大于传导热通量, 在整个换热过程中占据主导地位.

1 引 言

喷雾冷却[1,2]技术被广泛应用于微通道冷却[3]、电池组散热[4]和空冷机组[5,6]等众多领域.小液滴的尺寸[7,8]、与固体热壁面的撞击速度[9,10]等相关参数都对固体热壁面的散热有很大的影响.因此,有必要对液滴撞击热壁面(非沸腾区)时的热力学特性进行研究.

关于液滴撞击热壁面已经取得许多研究成果.Pasandideh-Fard 等[11]采用实验和数值模拟的方法, 研究了液滴(毫米级)撞击热壁面(50 ℃)的换热过程.结果表明, 在高撞击速度的情况下, 速度……