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纳米尺度固体悬浮颗粒强化池沸腾换热的实验研究
2015年05月14日 14:13 中国换热器网
  热电偶共有九,分别安装在个平面冷凝器保温玻埔简内玻,1引言现代沸腾研究发展迅速。为达到在小温差下传递,大热量的强化传热研允得到广泛关注。近年来,许多学者研究了在沸腾液体中加入适*的固体颗粒来强化沸腾换热。证明这种带固休颗粒层的大空间沸腾换热不仪能提高换热系数,并1能使换热面在大气压和低气压下运行不结垢21是大多数的研宄集中于毫米级的同体颗粒。随着纳米材料科学的迅速发展。些学者开始探索将纳米材料应用于强化换热领域。制备了纳米流体来研,其换热特性。结果明纳米颗粒明显的提液体的导热系数6.基于此。本文着桌研,纳米尺度的同体悬浮颗粒的沸腾强化效果并分析了其强化机理。  2实验装置及方法意。  实验装纳由加热器。实验段,冷却系统及测帚系统组成。实验装置的主体为从至的逐渐收缩的紫铜台柱。其底端,个功率为1000的平面式加热器。台柱周围用玻璃棉良好保温。沸腾,效基企项目木项研究由国家币点基础研究发展规划项1收榀门期200221纳米尺度固体悬浮颗粒强化池沸腾换热的实验研宄赵1冰,施明恒东南大学动力工程系,江苏南京210096,要又中对纳米尺度的固体,频粒对泡状池沸潘热的影响进行了实验研究固体并观了,大小颗粒浓度对换热的影响。实验结果明,在池,腾条件下加入纳米尺度的固体颗碟械,佩孤舢,与目,大小及,密度有关。  热电偶卞加热器体颗粒。将固体颗粒加入沸腾系统,实验数据按热流密度下降时记录。  利用改变加热器的功率来调节加热面的热负荷。沸腾面的热流密度由实验段测得的温度梯度求得加热面的面温度可由热电偶测得的铜柱内部温度外推得到。实验结果为面过热度与热流密度之间关系的沸腾曲线。  3实验结果分析为便于比较,首先进行无颗粒存在的纯水池沸腾实验,为加入固体颗粒后的强化效果提供比较基,精细黄沙么精细黄沙,精细黄沙纯水2水黄沙漭腾曲线3.2悬浮颗粒大小的影响在沸腾液体中加入悬浮颗粒后,改变了加热面附近热边界层的运动状态和气泡层结构,对沸腾换石将精细黄沙仇⑴洲氧化错⑶瓜分,引入沸腾容器。形成姑浮颗粒实验观察发现初始沸腾的壁面过热度较小。产生气泡的尺寸也比较小,大小均匀,饱和沸腾时,在液体顶部会出现气泡层,气泡直径小,密集在液体上层,换热面温度很快地稳定。波动较小实验结果泣述如下3.1悬浮颗粒浓度的影响氧化铝粒径28为悬浮颗粒,水为工质的沸腾曲线。从中可以看出悬浮颗粒的加入对沸腾换热强化效果很明显,并且随着颗粒浓度,加而,加,对尸相同尺寸的固体颗粒悬浮颗粒浓度越高,核态沸腾的强化越明显,和切对细沙的实验也得到了这样的结果久热将产生相应的影响。4给出了强化效果和悬浮颗粒粒杼人小的关系,氧化铝28nm纯水实验结果明悬浮颗粒的加入明显的强化了沸热面附近的热边界层的扰动,使其厚度,加,改善了腾换热,可以从下列=方面来解释其强化机理泡的成氏条件;由于悬浮颗粒在沸腾过程中的运动,强化了加颗粒之间相互碰撞,以及与加热面的碰撞,促进显。  了气泡从加热面的脱离悬浮颗粒的添加改变了液体工质的物性导热系数,面张力,粘度,特别是提高了液体的导热能力,改善了加热面上气泡的生成和长大的条件,从而强化了沸腾换热,以上机理仪从定性与幽料佩公浮颗粒的强化作用,对其定量的分析还需要进步进行理论和实验研究,1时。在实验过程中发现悬浮颗粒会由于液体。气泡升而将粉末带至玻璃容器壁面并附着在上面,而造成添加剂的损失,长时间运行可能会影响强化效果。闪此需要采取措施。维持颗粒浓度的稳定= 4结论木文对纳米尺度的固体颗粒的沸腾特性进实验研究,实验结果明在沸腾系统中加入这种悬浮颗粒,可以对沸腾换热起到强化作用。强化效果子颗粒粒径的大小。颗粒浓度系,粒径越小,张化效果越好,并且悬浮颗粒的浓度越大,效果越明1施明恒。甘永平。马重芳。滞腾和凝结,高等教育刘中良。固体颗粒对髹换热及结垢过程影响的研冗博士论文东南大学,996.8.  蒋银忠固体颗粒强化腾换热的研究。东南大学颂士学位论文,1994.  6笪益民,李强。纳米流体强化传热研究。工程热7袁慰平。张令敏。计算方法与实习东南大学出版上承第17页和都,于准挥发忭儿其在各样品含量相当,但底渣中含量略微高于飞灰。由于部分是以有机物形式存在于原煤屯所以在飞灰和底灰含试高于上。的化量。勾电样属厂易挥发性元素旦在飞灰中的富集系数远大于抱,啤几乎全部以气态排放。  4.4除她1之外。其它8种儿尜都现出随飞灰粒径减少而增加的趋势十以*为特出,
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