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矩形小流道受限汽泡流及环状流区域沸腾传热模型研究

于忠斌 李毅 田野

于忠斌, 李毅, 田野. 矩形小流道受限汽泡流及环状流区域沸腾传热模型研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 51-55. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0051
引用本文: 于忠斌, 李毅, 田野. 矩形小流道受限汽泡流及环状流区域沸腾传热模型研究[J]. 核动力工程, 2021, 42(4): 51-55. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0051
Yu Zhongbin, Li Yi, Tian Ye. Study of Boiling Heat Transfer Model of Confined Bubble Flow and Annular Flow in a Heating Rectangular Mini-Channel[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 51-55. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0051
Citation: Yu Zhongbin, Li Yi, Tian Ye. Study of Boiling Heat Transfer Model of Confined Bubble Flow and Annular Flow in a Heating Rectangular Mini-Channel[J]. Nuclear Power Engineering, 2021, 42(4): 51-55. doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0051

矩形小流道受限汽泡流及环状流区域沸腾传热模型研究

doi: 10.13832/j.jnpe.2021.04.0051
详细信息
    作者简介:

    于忠斌(1975—),男,高级工程师,现从事核动力装置研究,E-mail: hdlgcyzb@163.com

  • 中图分类号: TL331

Study of Boiling Heat Transfer Model of Confined Bubble Flow and Annular Flow in a Heating Rectangular Mini-Channel

  • 摘要: 为探析矩形小流道受限汽泡流及环状流区域沸腾传热机理,本文基于理论推导,从受限汽泡典型特征出发,探明了受限汽泡流几何结构;基于时间加权平均方法,确定了受限汽泡区及液塞区在受限汽泡流所占权重;基于一维导热等理论和积分方法,建立了液膜蒸发换热系数计算方法,并将其应用于环状流区域。综合上述方法,提出了一种新的受限汽泡流及环状流区域沸腾传热模型——双区域模型,该模型适用范围为:雷诺数(Re)为2300~5373,普朗特数(Pr)为2.75~19.8,毛细数(Ca)为0.000835~0.002767。

     

  • 图  1  受限汽泡流图像

    Figure  1.  Confined Bubble Flow

    图  2  受限汽泡典型特征

    Lp—受限汽泡组长度;Ll—液塞长度;Lfilm—单个受限汽泡长度           

    Figure  2.  Characteristics of Confined Bubble Flow

    图  3  t0t0+τ时刻固定观测点汽泡循环比较

    Figure  3.  Comparison of Bubbles at Different Times

    图  4  受限汽泡区域液膜蒸发示意图

    m1—液膜蒸发速率,kg/s; q—热流密度,kW/m2

    Figure  4.  Schematic Diagram of Liquid Film Evaporation

    图  5  壁面液膜处与直角处液膜几何尺寸

    Figure  5.  Liquid Film Geometry

    图  6  壁面及直角液膜厚度分阶段示意图

    Figure  6.  Section Diagram of Liquid Film Thickness

    图  7  受限汽泡流区域模型准确性分析

    Figure  7.  Accuracy Analysis Results of Confined Bubble Flow

    图  8  环状流区域模型准确性分析

    Figure  8.  Accuracy Analysis Results of Annular Flow

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出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-21
  • 修回日期:  2020-10-16
  • 刊出日期:  2021-08-15

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