重庆大学学报维微肋管内沸腾两相流型及其换热周杰辛明道21.里九太+成市建设与环境工程学院。重庆4，以42.重庆大学工程热物理5究所。重庆4000441视化措施对流型及其转换进行了观测，结果明，在1此1.1吐，1.流型上，维徽肋管内沸腾流型流向环状流转变的厂数有所增加；而在中等质量流速下环状流与局部蒸干区的转变主要受热流密度7尺平管内流动沸腾广泛存在于制冷空调等的蒸发换热设备中，由于水平管内流动沸腾，会在流动方向上出现不同的汽液两相流型，而在不同的汽液两相流型6其换热的控制机理是有所不同的，因此，针对不同目前国内外制冷空调蒸发器已普遍采用微肋强化管，但对于微肋强化管内的流动沸腾换热的研究大多局限于螺旋内微肋管，对于维内微肋管的流动沸腾换热还缺乏深入的研究，特别是=维微肋管内流动沸腾换热流甩的研究以及在不叫的流型下建立分1换热义联式的还未报道。　　以只13知为工质在作者研制的种维微肋管内进亍了水流动沸腾换热实验研究。并通过，视化措施对流型及其转换进行了观测，目的在于得到水平1维微肋管内沸腾流型和+同流型下的换热性能，并在主要流型下得到换热实骀关联式，这+仅为该管型的应用提供设计依据，而巨能利1换热实验关联式来探讨维微肋管强化流动沸腾换热机理。　　1实验装置实验采用的维内微肋拧的几何参数如衣1实验范围为出也质量流速66腾压力为43，0.57厘，干度的范围为，1.　　实验装置及实验的数据处蔌。参文献1实验段由10段长设均为4001的实验转件组成，实验段进出口处及各段之间用耐压石英玻璃管连接，共设置个可视观察，这样可以观察到沸腾过程的流型变化，流型变化的过程采用摄像机进行记录。1为可视段连接结构意。　　几何餐数参数衍周向微肋数N 68之结果讨论2.1沸腾两相流流型及流型实验在以上的工况范内观察到飞维微肋管内；弗腾两相流流型有泡状状流分流波状流弹状流和环，流。2是摄像记录中可辨别的6种流型。　　基金项目京1点丛础研究专项经费资助20000263053泡状流塞状流42，而原丁310出杜流型上的临界判据为1 1.6，其转变的临界判据尤减小，其原因是原了31 0以流型是在光滑管得到的，而现在是在维内微肋管中，流动阻力增加，所以需要更大的蒸汽剪切力才能产生环状流。　　而波状流向环状流的转变曲线，3可看出维微肋管同原了说61土1流型上的转变曲线也有弹状流考虑到工程应用的要求，两相流型的区分应尽量的少而简单，因此对些出现的时间短的过渡性的流型，例如，泡状流和塞状流在很低的干度下出现，从工程应用来看，可以不予考虑；对有些流型的控制因素是相同都具有汽液分层的特点，只是汽液界面状况有所不同，因此，为了便于应用，不严格地加以区分，统称为波状流。而对于高干度区，如在高质量流速下，此区变成雾状流区2，而实验的质量流速不是太高，会在环状流区后出现管顶部局部蒸干，而管下部管壁有流动液膜，对所观察到的流型进行分析和分类处理，认为有4个流型反映了维微肋管内沸腾换热两相流型的主体。　　它们是波状流间歇流环状流和带局部蒸干的环状流。　　把得到的维内微肋管内沸腾流型的实验数据点及转变曲线在经典丁让610吐流型上，如变曲线，而虚线是原丁10吐1流型的转变曲线。从3可以看出，维内微肋管的流型转变曲线与原丁3610，1流型有所不同。从间歇流向环状流转变的临界判据，发现马丁内力参数仍然适用于差别，但随，的减小，其差别减小。　　对于带局部蒸干的环状流，环状流向其转变的转变点的确定，在实验中根据管壁顶部温度开始升高来进行确定，其转变点也大致同换热系数达到*大值点相吻合。3显，从环状流向其转变是区间，在实验范围内，环状流向其转变主要受热流密度的影响，中区间为热流密度从5kWm2到20kWm2下的转变区间，实验结果明随热流密度的增加环状流向其转变提前。　　2.2维微肋管流动沸腾换热特点质量流速下局部换热系数随干度的变化，从中可以看出，质量流速对换热系数有较强的影响，当质量流速增加时，换热系数增加，质量流速对沸腾换热系数有较强的影响，其原因主要是质量流速增加，流速加大，导致对流换热作用增强所致。而且，在不同的质量流速下，换热系数的变化规律是不同的。在低质量流率70kgm2，S时，换热系数随干度而变化相对较小，此时的流型主要是分层流，核态沸腾在传热中占优势。在较高质量流速下，流型主要是环状流，对流换热作用大大增强，所以，较大的换热系数被得到，其换热系数先随着蒸汽干度的增加而增加，到达峰值后换热系数下降，这是因为管内面的上部，始出现局部蒸干，虽然换热系数下降，但仍保持较高的数值，其原因是质量流速不是太高，周向管壁仍有流动液膜，微肋面对流动液膜的换热强化依然存在，另方面，交叉沟槽中的液体不易被蒸干等因素有关。　　根据以上的分柝可以得到分层流区流动沸腾换0为待定常数。　　*后，得到环状流区换热关联式为实验数据有*好的致性。　　沸腾压力为430.57仆3热流密度为5，20 1说712的环状流和间歇流。　　阁5处该关联式的计算值与实验值比较，其从人偏差在±15以内。　　同的质量流速下局部换热系数随干度的变化，中结果与43类似。4与43比较，在相同质觉流速了1随热流密度增加换热系数增加。其原因坫核沸腾换热增强所甲。特别是在中低，度下，对流换热相对要小些，对核沸腾的抑制作用减小。导致热流密度影响较大而在较高下度对流换热较强。核沸腾的抑制作用增加较多，导致热流密度的影响相对减小，但仍会对换热系数产生定的增加作用。　　2.3卞要流喂换热系数关联式的建立2.3.1环状流区换热系数关联式的建立间歇流区的传热特点同环状流很类似，因此把复杂的间歇流模化为环状流，同环状流区实验数据起建立换热系数关联式。环状流1换热系数关联式采用叠加模型4得到，叠加模型成如下的形式htp=Fhi+Shp其中幻和分别为心相强制对流换热系数和池沸腾换热系数，厂为强化因子。而为抑制因子，在维微肋管中，假设单相对流换热关系式与光滑管的单相对流换热关系式成比例，这样在维微肋管中，仍采用光滑管的单相对流换热系数公式，本文采用枷出04，公式，由心与以，相关得到强化因子近似为3.8在叠加模型中，池沸腾换热系数的达式为相应的竹内面池沸腾换热关系式，其池沸腾换热关系式也假设与光泔面池沸腾换热关系式成比例，光滑面池沸腾换热关系式采用关系式，则，制1肝文献5躺定的达式。即，热关系式的形式为*后得到在分层流1换热关系式为。htph，义联办用范为妨酌荒速6，13沸腾化力为0.43.57热流密度为5，20认72的分松流。　　差为±16，这说明关系式有较高的准确度。这也说叫新的准则数=9；1幻的引入足介理局部蒸干区换热只考虑润湿周向管壁的液膜，分为2个部分考虑。部讣为底部流动液脱，该液膜认为同环状流区的流动液膜的换热是完全样另部分为在沟槽中液膜，认为液膜很薄，只有对流蒸发，由此可得到其换热系数关联式，洋文6，其结果为hii.=其中，和酬分别是环状流区换热关联式的对流项和核沸腾项，为环状流向局部蒸干区转变干度。　　关联式适叫范为质量流速；=10028512沸腾压力为0.430.57热流密度为5，2017，的局部蒸干区。关系式计算值和实验值的*大偏3结论在丁3让601红流型上，维内微肋管间歇流与环状流的分界线较之光滑管向左平移了段距离，对应的1大约等于42波状流向环状流的转变曲线，也有差别，但随义，的减小，其差别减小，而环状密度的影响。　　流型对换热系数产生较强的影响。波状流区主要受热流密度的影响；环状流区质量流速和干度均有较强的影响，而热流密度在低干度下影响较大；局部蒸千区换热系数随质1流速和热流密度的增加而增加。　　但随十度的增加时迅速减弱。　　分1换热义戌式计算值能较好地，实验数据相吻含。*人偏箜在±16以内，能为该管型的应提供设计依据。　　A`度5j周杰，辛明道。流动沸腾中0模型抑制因子的确定1.重庆大学学报自然科学版，200以68891.　　l6j周杰，辛明道。水平维内微肋管在局部蒸干区的沸腾换热及其关联式。热科学与技术，2002，520.　　局部蒸。腧冲等质量流1奸主要受热流编辑陈移峰上接第108页