低流量下阵列式微通道对流沸腾特性实验研究

耑 锐 李红兵 王 文 张 亮

(1上海宇航系统工程研究所 上海 201108)(2上海交通大学制冷与低温工程研究所 上海 200240)

低流量下阵列式微通道对流沸腾特性实验研究

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(1上海宇航系统工程研究所 上海 201108)(2上海交通大学制冷与低温工程研究所 上海 200240)

设计了阵列式微通道热沉结构，进行了并R134a的沸腾流动换热实验。结果证明，在低干度区域由泡状流/弹状流/半环状流主导，主导换热机理为对流沸腾和蒸发，热交换系数随热流密度显著增加，随质量流量增大而略有增加。在高干度区域搅拌流/束状流主导沸腾流动，对流蒸发为主导换热机理，换热系数随流量增大而增大。该结构可以在低流量下提前紊流转捩；有效抑制压力波动，减小进出口压力差。实验观察发现搅拌流/束状流型，气液界面波失稳导致液膜破碎和卷携。液滴沉积会润湿局部蒸干壁面。当热流持续增大，液膜破碎并大量被卷携入气核后，壁面附着气膜且无法被润湿，形成反束状流型时，触发CHF。

微通道 沸腾换热 临界热流 阵列结构 压力波动 界面波

1 引 言

微通道内流动沸腾传热在国防，电子散热和航天领域有重要应用价值，但仍存在一些关键技术问题。例如，微通道两相流动换热的不稳定性，流量分配不均匀性和两相压降过大等。首先，两相流动换热不稳定性是普遍关注的问题，通常表现为微通道进出口压力、质量流量和通道壁温的周期性波动。Qu和Mudawar[1]认为平行通道压力降的不稳定性，是通道内气泡成核和系统可压缩容积之间相互作用的结果，振幅较大。……