国家自然科学基金(51376052)
- 作品数：16 被引量：37H指数：3
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- 相关机构：四川大学哈尔滨工程大学中国船舶科学研究中心更多>>
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- 相关领域：核科学技术动力工程及工程热物理航空宇航科学技术天文地球更多>>
- 自相似结构微通道热沉内部流动特性及结构优化被引量：1
- 2018年
- 电子设备高度集成化导致其发热功率同步大幅增加,需要更高效的冷却技术解决其散热问题。自相似微通道热沉(Self-similarity micro-channel heat sink,SSHS)是近几年提出的一种新型微通道换热结构,与一般的微通道热沉相比,具有更好的换热均匀性和更宽的适用性。利用数值方法对SSHS的一个完整工作单元内的流动过程进行了模拟计算,以进一步分析SSHS的综合性能,并在此基础上,改进和优化其结构参数。计算结果表明,SSHS内各溢流通道(微通道)间存在较严重的流量分配不均问题,改变溢流通道结构参数对其流量分配过程影响很小,流量分配不均是SSHS自身结构所决定的固有特性,通过将等截面分流通道结构设计改为渐縮式斜坡设计,可以减弱入口分流通道末端的滞止效应,从而可以大大缓解溢流通道间的流量分配不均匀性问题。优化计算结果表明,0.07～0.80 kg/h的流量范围内,当斜坡角度为5°时,可将溢流通道间的流量差由原来的数倍降至不超过35%,而平均流动阻力增加不超过10%。
- 王喆刘洪涛莫政宇谢果唐继国孙立成
- 关键词：自相似微通道热沉结构优化数值模拟
- 低温热源驱动两级负压管式淡化装置性能研究被引量：3
- 2020年
- 设计制造一种以太阳能等低温热源驱动,并在负压下运行的两级管式淡化脱盐装置。在44及62℃恒温热源加热条件下,测试装置处于101、60及20 kPa运行压力时的水温及淡水产率,对其性能进行评估。结果表明负压运行可使蒸馏系统产水率提高到常压运行时的3倍以上,同时可提升装置对热能的利用效率。此外,数据表明真空辅助技术应用于小型淡化装置时,电能消耗较低,操作压力为60及20 kPa时,真空泵每小时耗电量分别约为0.00035及0.009 kWh。结合实验数据对2~5级管式蒸馏器的能量利用效率进行估算,当热源温度为70℃时,5级蒸馏器性能系数在60 kPa负压下可达3.79。
- 严天曈谢果孙立成吴章林郭卫民鲍静静
- 关键词：脱盐蒸馏管式负压海水淡化
- 钍基熔盐堆旋叶式气水分离器工作原理分析被引量：2
- 2015年
- 通过实验研究和数值模拟的方法对熔盐堆脱气系统中旋叶式气泡分离器的工作原理进行研究;对照实验现象和数值模拟得到的流场分布,对气泡汇集、聚合和最终气芯的形成过程进行分析。结果表明:水在搅浑叶片的导流作用下会形成一种存在较大径向压力梯度的旋转流动,且径向压力梯度提供的向心力大于流体旋转运动产生的离心力,使得水流中的气泡流向分离器中心;分离器中心区域的径向压力梯度很大且气泡相对运动速度很低,满足气泡发生聚合的条件,因而汇集到中心的气泡会聚合并最终形成稳定的气芯,从而实现对流体中气相的连续分离。
- 王建军孙立成蔡报炜张娜娜阎昌琪
- 加热面边界条件对 MEB 形成过程影响的分析
- 2015年
- 为研究加热面周围边界条件对气泡微细化沸腾的影响，结合实验与数值模拟对加热面低于水箱底面 0.5 mm 以及与之齐平两种条件下，加热面上气泡行为和气泡周围流场进行对比分析。实验结果表明，50K 过冷度下，加热面齐平时，会发生旺盛的 MEB 现象，而对于加热面下沉时，微细化沸腾现象不发生。数值分析表明，加热面下沉时，气泡周围 Marangoni 对流被减弱，且气泡顶部的冷凝被大幅削减。这使得气泡稳定地在加热面上形成并逐渐长大，无法形成微细化沸腾现象。因此，气膜周围的 Marangoni 对流和气液界面上的冷凝过程可能是导致微细化沸腾发生的主要原因。
- 唐继国阎昌琪孙立成朱光昱
- 关键词：气泡行为MARANGONI冷凝
- 文丘里式气泡发生器内气泡输运过程研究被引量：11
- 2016年
- 利用可视化方法研究文丘里式气泡发生器内气泡的输运和破碎过程。实验以水和空气为工质,水流量范围为15～20m3/h,气流量范围为0.6～0.7L/min,空泡份额在0.2%～0.3%之间。结果表明：不同于常规通道,气泡在从文丘里管喉部流出后具有一个明显的减速过程,使得气液相对速度随之增加,该减速过程对气泡变形和破碎存在极大影响;水流量对气泡的破碎位置无明显影响,气泡破碎位置通常发生在渐扩段距喉部8～10mm左右的范围,处于壁面涡流区与主流的交界附近。
- 莫政宇杜敏邵梓一谢果刘洪涛孙立成
- 关键词：空泡份额
- 不同过冷度下MEB界面变化过程的CFD分析
- 2017年
- 研究微细化沸腾(MEB)发生时界面的变化过程,可以帮助理解其具有高强度传热能力的原因。基于流体体积模型(VOF)方法,通过修改其中控制方程的源项,综合考虑界面的蒸发冷凝作用和气泡的扰动作用,对加热面上单个气泡的界面变化过程进行了数值模拟,着重分析了过冷度在MEB形成中的作用。数值计算结果表明,气泡在较低过冷度下(15 K)冷凝速度较慢,气泡界面变化比较平缓,随着过冷度的增加,气泡界面出现比较剧烈的波动过程,说明过冷度升高会对气泡的界面形态有显著的影响;界面上强烈的凝结作用和所引起的扰动过程,对于MEB的形成和强化传热过程,均起到了重要作用。
- 雷亦岐孙立成唐继国谢果刘洪涛鲍静静
- 关键词：过冷度VOF
- 低含气率条件下文丘里管气泡发生器内气泡碎裂过程研究被引量：3
- 2016年
- 借助影像处理软件PFV和图像处理软件Image-Pro Plus,详细分析了高速摄像仪获取的文丘里管气泡发生器内气泡的输运及破碎过程。研究表明:文丘里管气泡发生器内气泡的破碎过程存在2个明显的不同阶段;气泡在扩张段入口处存在明显的减速过程,且在减速过程中存在3种主要的形变过程;气泡的减速过程对气泡的碎化存在重要影响;气泡在扩张段的迅速减速,造成了气-液之间的运动速度差迅速加大,极大强化了气-液之间的相互作用,致使在扩张段较大直径的气泡迅速碎裂成大量的微小气泡。
- 莫政宇杜敏孙立成张海燕邵梓一文娟
- 关键词：文丘里管
- 文丘里式气泡发生器工作特性分析被引量：9
- 2014年
- 气泡发生器是钍基熔盐堆脱气系统的关键部件,其功用为将载气碎化成尺寸均匀的小气泡。本文在脱气系统水实验回路实验研究基础上,采用数值模拟方法,应用SIMPLEC算法对标准的k-ε湍流模型和多相流混合模型进行耦合求解,分析了沿气泡发生器流动方向的气液两相流场速度变化、压力变化、湍动能分布规律。沿流向的速度分布表明,气相从喉部开始沿壁面流动,包围位于中心区域的水相,气相速度在扩张段入口处明显降低,速度梯度的变化形成剪切,使得气相破碎、分裂;压力分布表明,在气泡发生器的扩张段入口附近出现了压力梯度的峰值,与实验中测得的气泡集中碎化的位置相近,说明压力的迅速回升可能加速了气泡的碎化;湍动能分布表明,扩张段出口湍动能相对较大,说明此处气液两相能量交换强烈,产生强烈的剪切应力,使气液两相彼此剪切、破碎。以上结果说明,扩张端入口处由于较大的速度梯度及湍动能峰值,导致产生巨大的剪切应力,使气泡出现集中破裂现象。
- 居晓峰孙立成唐文偲运红宇阎昌琪
- 关键词：熔盐堆气泡发生器
- 气泡微细化沸腾的沸腾现象与沸腾音特性被引量：1
- 2014年
- 发生在过渡沸腾区的微细化沸腾(MEB)以其极高的换热能力日益受到学者们的关注。本文通过傅里叶变换得到了MEB沸腾音的幅度谱,结合MEB实验中获得的壁温和相应的视频数据,对幅度谱进行了分析。结果表明:通过幅度谱上的特征,可以判别加热面上的沸腾模式。在核态沸腾阶段,沸腾现象较微弱,幅度谱波动不明显。在MEB发展阶段,加热面上存在两类沸腾现象,幅度谱以多峰谱为主要特征。当MEB现象显著发生时,幅度谱300–400 Hz范围内会出现一个MEB特征谱峰。该谱峰的形成与气膜生成和破裂周期存在一定关系,过冷度对气膜变化的周期并没有影响。
- 朱光昱孙立成唐继国
- 关键词：EMISSIONBOILING傅里叶变换幅度谱气膜
- 蒸汽流量对蒸汽直接接触冷凝的影响被引量：4
- 2016年
- 为研究蒸汽流量对蒸汽直接接触凝结及汽泡表面变化过程的影响,利用高速摄像仪记录一定过冷度、不同蒸汽流量条件时过冷水中蒸汽的凝结过程.实验结果表明:蒸汽流量小于0.36m^3/h时,汽泡表面始终较光滑;当蒸汽流量升至0.74m^3/h时,汽泡表面上出现波动,汽泡最终逐渐分裂成数个小汽泡;当蒸汽流量大于1.13m^3/h时,汽泡表面上的波动非常剧烈,汽泡不稳定性增强,并最终破碎成大量微汽泡.且随蒸汽流量增,这些微汽泡的直径减少,喷射速度增加.蒸汽流量超过1.13m^3/h后,汽泡在凝结时,其相对半径迅速减小,半径变化率迅速增加.汽泡表面剧烈的波动会极大的增加汽泡有效换热面积,导致蒸汽与过冷水间的传热和传质过程被极具的加强.
- 唐继国阎昌琪孙立成莫政宇
- 关键词：蒸汽流量
