PDF《空气 一水 鼓泡流动的阻力 与 蒸发 传 热特 性》

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6 0 导40日20O0.20.40.60.8V/ m・ S . . 图4 堰高

3 0 m m时鼓泡流压降随空塔速度的变化 当围堰高 度增 加到

8 O m m 以上时 , 实 验显示

2 、

3 号多孔板 的压降特性呈现 出不 同的特点 , 如图5所示.当空塔速度较小时 , 开孔率大的 3号板压降反倒 比开 孑L率小 的 2板还要 大,当空 塔速度 大于0.5m/ s 后,2号板的压降又重新高于 3号板.这是因为空气 一 水鼓 泡两相 流动在不 同的工况下会在孔板上 形成不 同的流 动形态 , 流型也 会影响空气通过鼓泡层 的压 降大小 , 因 此单纯 的用 空塔速度并不能完整 的描述鼓 泡流在各种 工况 下 的压 降大 小,有必要对 这一问题 做进一步的研究 . 图 6是 2号孔板在不 同堰高时 的压 降实验 结果及 其与板上无水时( H=

0 ) 压降的比较.该

图表明随着 鼓泡层的增加压降增加并不明显.这一特性对蒸发冷 却的应用是有 益的.

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6 o 导402000.20.40.60.8/m ・ S 图5堰高

8 0 m m时鼓泡流压降随空塔速度的变化

3 鼓泡层蒸发传热特性 图 7给出 2号多孔板在鼓 泡层 高为

3 0 m m时,在3种不同热流密度下换热系数随空塔速度的变化.结 果表明, 在鼓泡层高较低的情况下, 当空塔速度超过

0 .

8 m / s 时,鼓泡流换 热 系数也 超过 了5kW/ ( m K) . 如前所述 , 普通设计的水平管上 的降膜流动换热系数 大约为

2 k W/ ( m K) , 因此文 中提 出的将 空气 一水鼓泡流动用于蒸发冷却过程, 由于管壁面薄液膜的蒸发 ,

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6 o 导402000.20.40.60.8/m ・ S . 图6 不同堰高时压降随空塔速度的变化 鼓 泡流可以明显的强化蒸发冷却 系统 中盘管 与冷却水 之间的换热系数. O・ U 主5.o4.00.40.60.8/m ・ S . 图72号板 堰高

3 0 mm 时不 同热流 密度 下 传热系数随空塔速度的变化 从图 7中也 可以看 出在实 验中盘 管加热热流密 度 对换热系数的影响不明显 , 换热系数主要随空塔速度 的变化而变化 . 另一方面, 实验结果还表明, 由于采用了相当低的 鼓泡层高, 这样可以大大降低穿过鼓泡层的压降, 当将 其用于实际设备时, 可以显著降低鼓风机的功耗. 这是 水科和宫下的气 一 液接触式换热器所不具备 的优点.

4 结论

1 ) 多孔板的空塔压降随空塔速度的增大, 开孔率 的降低而增 大.

2 ) 空塔速度越 高,穿过多孔板 和鼓 泡层 的压降越 大.低堰高时, 鼓泡流压降随开孔率增大而降低;

高堰 高时 , 由于流型的影响, 压降呈现略为不同的规律.

3 ) 低开孔率的多孔板比高开孔率的多孔板的压 降随空塔速度的增加明显.鼓泡层高对压降的影响不 明显 .

4 ) 在鼓泡层高较低的情况下( H=

3 0 m m) , 当空塔 速度超过

0 .

8 m / s 时, 换热系 数可达 到5kW/(mK) . 加热热流密度对换热系数的影响并不明显, 换热系数主 要受空塔速度 的影响 . 第27卷第

1 1 期 崔文智 等:空气 一水鼓泡流动的阻力与蒸发传热特性 参考文献 : [

1 ] E S MA E E L I A , T R Y G G V A S O N G . D i r e c t n u m e r i c a l s i m u l a ― t i o n s o f b u b b l y f l o ws . P a r t I . L o w Re y n o l d s n u ........