旋转管内液膜汽化传热特性研究
发布时间：2021-07-09 02:31
当液体流经沿自身轴线旋转的管道时,如果转速足够高,会在离心作用下贴壁面形成一层液膜而构成环状流动。旋转管内液膜汽化传热效率高,利用旋转管内液膜汽化传热可以实现旋转部件中热量的高效传输,对于旋转设备的热管理而言是一种良好选择。目前旋转管内液膜汽化传热被用于一些关键部件的热管理,并起到了显著的散热效果,但是现在对旋转管内液膜汽化传热机理的认识还不够清晰,制约了该项技术的进一步发展。本文为了研究关键因素对旋转管内液膜汽化传热特性的影响规律,设计搭建了一套实验系统,并借助可视化和温度监测等手段,从图像和参数的角度研究了热流密度、向心加速度、工质物性参数和体积流量对旋转管内液膜汽化传热特性的影响规律,研究结果表明:1)向心加速度为20g时,水膜内的汽泡沿石英管周向形成了若干排长条状的汽泡;2)体积流量和向心加速度一定时,热流密度的增大加剧了水膜沸腾,导致水膜中汽泡总数增加或数量不变、平均尺度增大;3)体积流量和加热膜功率一定时,向心加速度的增加导致了液膜内汽泡数量减少或数量不变、平均尺度减小;4)流量为0.18m3/h的水膜换热系数随着向心加速度的提升而呈现出先上升后下降的...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
旋转管内液体流动示意图
的 ZJZ-110/11.6 型直流电机上，增加了电机散热能力，缩小了整体体积，与普通直流电机相比，在相同转速下，该电机效率提高了 1.8%，重量减少了 65.6%。图1.2 传动轴结构示意图[6]旋转管内液膜汽化传热还用于轴承、高速钻头或机床旋转刀头等旋转部件的散热[11]，旋转部件为中空结构，通过外部动力或旋转离心力将液体输送至转子内，液膜分布于转子内腔壁面，通过流动和汽化快速吸收转子摩擦产生的热量。日本富士公司在开发轴承的无水冷却技术时，运用该技术研制成功一种新结构[12]，用于卧轴水轮发电机轴承的冷却。在航空工业中，某些难加工材料具有粘附性强、导热性差等特点，在成型磨削过程中易产生高温，从而引起工件表面热损伤以及砂轮磨损，严重制约了成型磨削技术充分发挥其优势，顾志斌[13]将旋转管内液膜传热技术运用于成型砂轮的设计中，对简单圆柱型轴向旋转热管砂轮进行传热性能分析，当该旋转热管处于最佳充液状态时
因而生产成本增加。杨军伟[16]运用旋转管内液膜换热原理设计并研制了一种冷却磨辊（图1.3），其本身既参与物料的研磨，又作为起散热作用的部件，能够有效传递热量，较好的降低磨辊表面温度和落下物料温度。李东梁[17]以相同方法制作的冷却式磨辊工作时温升速度比普通磨辊慢，长时间工作时其表面温度更早达到稳定状态，最高温度也比普通磨辊低。图1.3 冷却式磨辊结构示意图[16]在钞票印刷过程中，窜墨辊作为印钞机的主要零件，由于印刷墨水的性能会受到温度的影响，若窜墨辊因摩擦等因素导致温度过高，印刷质量会降低，甚至会损坏设备。航天十一院运用旋转管内液膜传热技术，制作出了一种新型的窜墨辊替代印钞机中原有窜墨辊[18]
【参考文献】：
期刊论文
[1]多效竖管降膜蒸发太阳能海水淡化装置性能研究[J]. 毛巨正,郑宏飞,杨军伟,常泽辉. 太阳能学报. 2017(10)
[2]管壳式降膜蒸发器在烧碱蒸发装置中的应用[J]. 宫超,宋启祥,谢培军,张微,宋瑞艳,刘宏超,张鹏,袁小勤,尚立蔚,王宗瑞,朱巧家. 辽宁化工. 2017(07)
[3]旋转热管搅拌桨反应釜传热性能的实验研究[J]. 刘宇轩,范红途,陈海军,朱跃钊. 热能动力工程. 2016(02)
[4]航天十一院热管军民两用技术的最新进展[J]. 陈思员,李鹏飞,薛志虎,谢铭慧,曲伟,艾邦成. 军民两用技术与产品. 2014(05)
[5]管式太阳能海水淡化装置的实验研究[J]. 郑宏飞,郑子行,王海江,陈志莉. 北京理工大学学报. 2012(10)
[6]旋转热管生物反应器搅拌结构的数值模拟[J]. 陈芳,张红,王中贤,印彩霞. 南京工业大学学报(自然科学版). 2012(02)
[7]制冷工质R11池沸腾换热气泡行为的可视化研究[J]. 刁彦华,赵耀华,王秋良. 自然科学进展. 2006(04)
[8]应用热管技术改善交流变频电动机的散热性能[J]. 杨友平,刘守祥. 机械研究与应用. 2005(01)
[9]混炼机转子自蒸发循环冷却技术的研究[J]. 张琳. 橡胶工业. 2002(10)
[10]用于磁粉制动器中的旋转热管的研制[J]. 朱刚恒. 东南大学学报. 1994(04)
博士论文
[1]流动沸腾中汽泡行为的理论与实验研究[D]. 管鹏.北京交通大学 2014
硕士论文
[1]旋转热管传热性能研究及其在整流罩防冰中的应用探索[D]. 翟振坤.南京航空航天大学 2017
[2]轴向旋转热管砂轮的传热性能研究[D]. 顾志斌.南京航空航天大学 2017
[3]电机导热散热节能技术及应用研究[D]. 陈中帅.东华大学 2016
[4]热管砂轮缓进给深切磨削高温合金试验研究[D]. 朱延斌.南京航空航天大学 2016
[5]磨粉机旋转热管式冷却磨辊的设计及研制[D]. 杨军伟.河南工业大学 2012
[6]磨粉机冷却式磨辊的设计及研制[D]. 李东梁.河南工业大学 2010
本文编号：3272830
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
旋转管内液体流动示意图
的 ZJZ-110/11.6 型直流电机上，增加了电机散热能力，缩小了整体体积，与普通直流电机相比，在相同转速下，该电机效率提高了 1.8%，重量减少了 65.6%。图1.2 传动轴结构示意图[6]旋转管内液膜汽化传热还用于轴承、高速钻头或机床旋转刀头等旋转部件的散热[11]，旋转部件为中空结构，通过外部动力或旋转离心力将液体输送至转子内，液膜分布于转子内腔壁面，通过流动和汽化快速吸收转子摩擦产生的热量。日本富士公司在开发轴承的无水冷却技术时，运用该技术研制成功一种新结构[12]，用于卧轴水轮发电机轴承的冷却。在航空工业中，某些难加工材料具有粘附性强、导热性差等特点，在成型磨削过程中易产生高温，从而引起工件表面热损伤以及砂轮磨损，严重制约了成型磨削技术充分发挥其优势，顾志斌[13]将旋转管内液膜传热技术运用于成型砂轮的设计中，对简单圆柱型轴向旋转热管砂轮进行传热性能分析，当该旋转热管处于最佳充液状态时
因而生产成本增加。杨军伟[16]运用旋转管内液膜换热原理设计并研制了一种冷却磨辊（图1.3），其本身既参与物料的研磨，又作为起散热作用的部件，能够有效传递热量，较好的降低磨辊表面温度和落下物料温度。李东梁[17]以相同方法制作的冷却式磨辊工作时温升速度比普通磨辊慢，长时间工作时其表面温度更早达到稳定状态，最高温度也比普通磨辊低。图1.3 冷却式磨辊结构示意图[16]在钞票印刷过程中，窜墨辊作为印钞机的主要零件，由于印刷墨水的性能会受到温度的影响，若窜墨辊因摩擦等因素导致温度过高，印刷质量会降低，甚至会损坏设备。航天十一院运用旋转管内液膜传热技术，制作出了一种新型的窜墨辊替代印钞机中原有窜墨辊[18]
【参考文献】：
期刊论文
[1]多效竖管降膜蒸发太阳能海水淡化装置性能研究[J]. 毛巨正,郑宏飞,杨军伟,常泽辉. 太阳能学报. 2017(10)
[2]管壳式降膜蒸发器在烧碱蒸发装置中的应用[J]. 宫超,宋启祥,谢培军,张微,宋瑞艳,刘宏超,张鹏,袁小勤,尚立蔚,王宗瑞,朱巧家. 辽宁化工. 2017(07)
[3]旋转热管搅拌桨反应釜传热性能的实验研究[J]. 刘宇轩,范红途,陈海军,朱跃钊. 热能动力工程. 2016(02)
[4]航天十一院热管军民两用技术的最新进展[J]. 陈思员,李鹏飞,薛志虎,谢铭慧,曲伟,艾邦成. 军民两用技术与产品. 2014(05)
[5]管式太阳能海水淡化装置的实验研究[J]. 郑宏飞,郑子行,王海江,陈志莉. 北京理工大学学报. 2012(10)
[6]旋转热管生物反应器搅拌结构的数值模拟[J]. 陈芳,张红,王中贤,印彩霞. 南京工业大学学报(自然科学版). 2012(02)
[7]制冷工质R11池沸腾换热气泡行为的可视化研究[J]. 刁彦华,赵耀华,王秋良. 自然科学进展. 2006(04)
[8]应用热管技术改善交流变频电动机的散热性能[J]. 杨友平,刘守祥. 机械研究与应用. 2005(01)
[9]混炼机转子自蒸发循环冷却技术的研究[J]. 张琳. 橡胶工业. 2002(10)
[10]用于磁粉制动器中的旋转热管的研制[J]. 朱刚恒. 东南大学学报. 1994(04)
博士论文
[1]流动沸腾中汽泡行为的理论与实验研究[D]. 管鹏.北京交通大学 2014
硕士论文
[1]旋转热管传热性能研究及其在整流罩防冰中的应用探索[D]. 翟振坤.南京航空航天大学 2017
[2]轴向旋转热管砂轮的传热性能研究[D]. 顾志斌.南京航空航天大学 2017
[3]电机导热散热节能技术及应用研究[D]. 陈中帅.东华大学 2016
[4]热管砂轮缓进给深切磨削高温合金试验研究[D]. 朱延斌.南京航空航天大学 2016
[5]磨粉机旋转热管式冷却磨辊的设计及研制[D]. 杨军伟.河南工业大学 2012
[6]磨粉机冷却式磨辊的设计及研制[D]. 李东梁.河南工业大学 2010
本文编号：3272830
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3272830.html
