R134a闭式喷雾冷却传热性能实验研究
2021-06-11周年勇冯浩许泓烨刘文博郭艺星甘新海
制冷学报 2021年3期
关键词:实验
周年勇, 冯浩 许泓烨 刘文博 郭艺星 甘新海
(1 常州大学石油工程学院 常州 213164;2 新乡航空工业(集团)有限公司 新乡 453049)
喷雾冷却过程的传热具有传热温差小、工质用量少、无沸腾滞后性和热通量大等优点。目前已初步应用到相关行业,可以解决激光器运行产生大量废热导致的设备损毁[1]、磨削加工产生回火和淬火烧伤形成变质层[2-3]、大功率电子设备运行时的高效稳定散热需求[4]等问题。
喷雾冷却传热性能的影响因素[4-5]有许多,包括喷嘴雾化特性、散热表面特性、工质流体特性和工作环境特性等。曹磊等[6-8]认为喷雾流量增大对传热过程有促进作用并且存在上限,同时临界热流密度随流量的增大而增大[9-10]。Li Qiang 等[7]认为过冷度的提高在大流量时对传热效果增强明显,E.Cabrera等[11-12]在实验中得出类似结论,并认为过冷度的影响在于改变显热与潜热的比例,而钱春潮等[8]认为过冷度的影响不显著。喷雾入口压力对传热性能影响较为明显[13],入口压力升高能够提高临界热流密度[14-15],其根本原因在于提高入口压力能够显著增大喷雾流量,改善雾化效果。喷雾腔内压力对传热影响很大,刘炅辉等[14-16]发现当腔内压力增大时,临界热流密度和传热系数都有所提高,而表面温度由于工质饱和温度的提高会增大。J.L.Xie等[17]发现较大的喷雾空间和合理的排液设计能减少冷却表面的制冷剂浸没,这使得制冷剂蒸发份额明显增大,相应地提高了临界热流密度。此外,表面粗糙度[12]、重力角度和喷雾距离[18]等均对传热有不同程度的影响。……
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