R134a低压闪蒸喷雾冷却实验研究

发布时间：2024-05-08 21:47

　　低压闪蒸喷雾冷却技术是指压强和温度相对较高的液体工质经喷嘴雾化形成微细液滴,射入低压闪蒸腔中,并以较高的速度冲击高热流密度被冷却表面,依靠液体迅速相变吸热的一种新型、高效散热技术。本文通过实验研究了R134a冷却剂在低压和常压环境中的喷雾冷却规律。结果表明,低压条件下喷雾冷却换热能力随着压强降低而降低,但与常压工况对比存在强化或弱化两种可能。由于剧烈闪蒸带来的气液不稳定性,闪蒸喷雾冷却的流量波动对于表面温度波动和热流密度影响较大。随着热流密度的增大,R134a喷雾冷却存在液膜完全覆盖、部分干涸和周期性完全干涸三种现象,前两种现象对应于较低的温度波动,而后一种对应于较大的温度波动和恶化的传热。闪蒸喷雾冷却距离较远的大表面时,闪蒸导致的沿程制冷剂损失会导致冷却能力和冷却均匀性下降,在布置喷嘴和表面时应加以考虑。

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【部分图文】：

图１?Ｒ１３４ａ低压喷努冷却实验系统图??Ｆｉｇ．?１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?Ｒ１３４ａ?ｌｏｗ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｓｐｒａｙ?ｃｏｏｌｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??

４ａ饱和蒸气压??与环境压强的差异增大，造成更加剧烈的蒸发，一??方面可能増强对表面的冷却，另一方面也可能造成??制冷剂在撞击表面前的质量损失。然而，目前Ｒ１３４ａ??工质在低压下的喷雾参数和喷雾冷却性能的研究尚??不充分，低压下喷雾冷却与常压下的差异需要进一??步研究。本文实验....

图２低压喷雾冷却实验段加热芯片：封装前（ａ）和封装后（ｂ）??Ｆｉｇ．?２?Ｈｅａｔｉｎｇ?ａｎｄ?ｈｅａｔ?ｆｌｕｘ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ｃｈｉｐ?ｂｅｆｏｒｅ?（ａ）??ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?（ｂ）?ｐａｃｋａｇｉｎｇ??

雾外围温度升髙，随着流量增加，低温??区保持的范围更大。当表面距离喷嘴较远或表面积??较大时，冷却剂冷量不足的情况可能出现，造成换??热下降或均匀性下降．??图４对比了低压和常压条件下，平均喷雾流量??相近时的喷雾冷却换热规律。常压条件的临界热流??密度（ＣＨＦ）约为１１?Ｗ／ｃ....

图５?Ｒ１３４ａ喷雾冷却现象：（ａ）液膜完全覆盖（３．６?ｋＰａ，约１??Ｗ／ｃｍ２）；?（ｂ）部分干洞（３．６?ｋＰａ，３．５?Ｗ／ｃｍ２）??Ｆｉ．?５?Ｓｒａｃｏｏｌｉｎｈｅｎｏｍｅｎａ?ｏｆ?Ｒ１３４ａ?ｓｒａｃｏｏｌｉｎ：??

加热时表面平均??温度和中心温度产生差异。由此可见，在用闪蒸喷??工质在喷口附近处于过热液体状态，会发生剧烈的??沸腾行为，气液两相混合，带来极大的流动不稳定??性，使得流Ｍ出现波动。由于喷雾的不稳定性，继续??提升热流密度时，会使得表面出现周期性的完全干??涸润湿现象，在Ｔ涸阶....

图７常压下的结冰现象??Ｆｉｇ．?７?Ｉｃｉｎｇ?ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ?ａｔ?ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ??

４．５?５．０??流量?０／ｋｇ－ｈ＿１??图８闪蒸喷雾冷却下大表面的温度??Ｆｉｇ．?８?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｏｆ?ａ?ｌａｒｇｅ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｃｏｏｌｅｄ?ｂｙ?ｆｌａｓｈ?ｓｐｒａｙ??０?５?１０?１５?２０??热流密度ｇ／Ｗ＊ｃｎｒ２??图６不同压强下表面温度波....

本文编号：3967873