可变背压下连续喷雾和脉冲喷雾实验研究
发布时间：2021-10-26 06:36
设计了一套可变背压的喷雾冷却实验系统,研究了流量、入口温度、低压环境和脉冲喷雾在喷雾冷却中的换热性能。研究结果表明:流量在8 L/h～17 L/h范围内,换热性能随着流量的加大而增强;入口温度为25℃时,换热性能最好;环境压力越低,换热性能越好;常压下热流密度<200 W/cm2时,脉冲喷雾的换热系数小于连续喷雾,当热流密度>200 W/cm2时,脉冲喷雾的换热系数大于连续喷雾。
【文章来源】：机械制造与自动化. 2020,49(06)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
喷雾冷却实验装置原理图
加热系统由加热棒、紫铜柱、可调变压器、保温隔热材料等组成。加热棒的最大功率为300 W，可以达到最高500 W/cm2的热流密度，并且可以通过可调变压器调节加热功率，从而实现对热流密度的控制。紫铜柱表面为导热系数为386.4 W/(m·K)、热沉表面积为1.13 cm2的圆形表面，周围填充导热系数为0.08 W/(m·K)的陶瓷纤维棉实现隔热的效果。电磁阀采用的是常开型直动式二位三通电磁阀，选择二位三通的目的是防止电磁阀关闭时对管路造成破坏。时间继电器采用的是数显可循环继电器，最小量程是0.1 s。数据采集系统由热电偶、Agilent 34970a数据采集器等构成。热沉表面下布置了4层T型热电偶，每一层间隔20 mm。由于陶瓷纤维棉的导热系数远远小于紫铜的导热系数，所以可以近似看作是一维导热。而且由于纯铜的强导热系数，故可以把每一层热电偶的温度当做这一层的平均温度。抽真空系统由真空泵、干燥器、压力表等构成。2 实验数据处理及误差分析
图3和图4分别为换热系数和换热表面温度随喷雾流量的变化曲线。从图3和图4中可以看出，当喷雾流量在8 L/h～17 L/h范围内，在加热功率不变的情况下，换热系数随着喷雾流量的增大而升高，表面温度随着喷雾流量的增大而降低，当热流密度为200 W/cm2时，流量为17L/h的换热系数比8 L/h的提高了60%，表面温度降低了35%。由此可见，喷雾流量的变化对冷却效果影响很大。出现上述现象的主要原因如下:喷雾流量增大后，由喷嘴喷射到表面参与换热的雾滴数也就越多，而且喷嘴压力越大，其雾化效果越好，喷射出的液滴速度增加，雾滴打击换热表面的强度增大，对表面液膜的冲刷和扰动作用增强，从而增强了喷雾冷却的换热效果。故在本节实验涉及的流量范围内，喷雾流量增大能够显著提高换热系数，降低换热表面温度，增强喷雾冷却的换热效果。3.2 喷雾温度对换热特性的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]微槽道表面喷雾冷却的实验研究[J]. 黄龙,王瑜,蒋彦龙,刘欢. 制冷学报. 2018(04)
[2]不同结构的喷射成形雾化器雾化效果研究[J]. 缪佳,马万太. 机械制造与自动化. 2018(01)
[3]喷雾参数对喷雾冷却换热特性影响的实验研究[J]. 刘妮,李丽荣,黄千卫,钟泽民. 制冷学报. 2016(05)
[4]R134a喷雾冷却系统换热性能研究[J]. 钱春潮,徐洪波,邵双全,田长青,周光辉. 制冷学报. 2015(04)
[5]流量、换热表面方向对光滑表面喷雾冷却的影响[J]. 陈东芳,唐大伟,胡学功. 工程热物理学报. 2010(07)
硕士论文
[1]低压环境中的喷雾冷却实验测量与理论研究[D]. 娄佳亮.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3459026
【文章来源】：机械制造与自动化. 2020,49(06)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
喷雾冷却实验装置原理图
加热系统由加热棒、紫铜柱、可调变压器、保温隔热材料等组成。加热棒的最大功率为300 W，可以达到最高500 W/cm2的热流密度，并且可以通过可调变压器调节加热功率，从而实现对热流密度的控制。紫铜柱表面为导热系数为386.4 W/(m·K)、热沉表面积为1.13 cm2的圆形表面，周围填充导热系数为0.08 W/(m·K)的陶瓷纤维棉实现隔热的效果。电磁阀采用的是常开型直动式二位三通电磁阀，选择二位三通的目的是防止电磁阀关闭时对管路造成破坏。时间继电器采用的是数显可循环继电器，最小量程是0.1 s。数据采集系统由热电偶、Agilent 34970a数据采集器等构成。热沉表面下布置了4层T型热电偶，每一层间隔20 mm。由于陶瓷纤维棉的导热系数远远小于紫铜的导热系数，所以可以近似看作是一维导热。而且由于纯铜的强导热系数，故可以把每一层热电偶的温度当做这一层的平均温度。抽真空系统由真空泵、干燥器、压力表等构成。2 实验数据处理及误差分析
图3和图4分别为换热系数和换热表面温度随喷雾流量的变化曲线。从图3和图4中可以看出，当喷雾流量在8 L/h～17 L/h范围内，在加热功率不变的情况下，换热系数随着喷雾流量的增大而升高，表面温度随着喷雾流量的增大而降低，当热流密度为200 W/cm2时，流量为17L/h的换热系数比8 L/h的提高了60%，表面温度降低了35%。由此可见，喷雾流量的变化对冷却效果影响很大。出现上述现象的主要原因如下:喷雾流量增大后，由喷嘴喷射到表面参与换热的雾滴数也就越多，而且喷嘴压力越大，其雾化效果越好，喷射出的液滴速度增加，雾滴打击换热表面的强度增大，对表面液膜的冲刷和扰动作用增强，从而增强了喷雾冷却的换热效果。故在本节实验涉及的流量范围内，喷雾流量增大能够显著提高换热系数，降低换热表面温度，增强喷雾冷却的换热效果。3.2 喷雾温度对换热特性的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]微槽道表面喷雾冷却的实验研究[J]. 黄龙,王瑜,蒋彦龙,刘欢. 制冷学报. 2018(04)
[2]不同结构的喷射成形雾化器雾化效果研究[J]. 缪佳,马万太. 机械制造与自动化. 2018(01)
[3]喷雾参数对喷雾冷却换热特性影响的实验研究[J]. 刘妮,李丽荣,黄千卫,钟泽民. 制冷学报. 2016(05)
[4]R134a喷雾冷却系统换热性能研究[J]. 钱春潮,徐洪波,邵双全,田长青,周光辉. 制冷学报. 2015(04)
[5]流量、换热表面方向对光滑表面喷雾冷却的影响[J]. 陈东芳,唐大伟,胡学功. 工程热物理学报. 2010(07)
硕士论文
[1]低压环境中的喷雾冷却实验测量与理论研究[D]. 娄佳亮.哈尔滨工业大学 2014
本文编号：3459026
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3459026.html
