胡海涛 赖展程 赵雅鑫 李孟山

(上海交通大学制冷与低温工程研究所 上海 200240)

强化传热是航空航天领域的重要问题[1－2]。流动沸腾换热具有比单相对流换热更高的热流密度和传热系数[3－5]，在换热管中被广泛应用。泡沫金属具孔隙率高、导热系数高和比表面积大的优点[6－9]，可应用在换热管内，强化流动沸腾换热[10]，在这个过程中需要明确泡沫金属孔密度变化对制冷剂流动沸腾换热的影响规律。

目前国内外对泡沫金属表面流动沸腾换热研究包括圆管和矩形通道。A.Kouidri 等[11]针对矩形通道的研究表明，填充泡沫金属可以有效强化沸腾换热，表面传热系数比未填充时提高了130%～300%，同时在填充泡沫金属的矩形通道内可以观测到气泡流、团状流、塞状流和环状流，流型转化的根本原因在于吸热引起的蒸气干度变化[12]。Zhu Yu 等[13]针对圆管的研究表明，与光管相比，泡沫铜内传热系数提高了220%，并且促进了流型从分层流向波纹流以及从波纹流向环形流的转化；制冷剂内混杂的润滑油不利于泡沫金属管内沸腾传热[14]，随着润滑油质量浓度的增大，泡沫铜的强化传热效果被削弱[15－16]。目前已有的研究大多局限于不同沸腾工况的影响，大部分只研究了单个孔密度，对泡沫金属结构(包括孔密度和孔隙率)的影响分析较少。

本文通过实验研究一定范围内不同孔密度的泡沫金属对圆管内制冷剂流动沸腾换热的增强效果，明确泡沫金属孔密度和表面润湿性对沸腾换热的影响，为泡沫金属换热管进一步的应用奠定基础。……