一、高温壁面液体射流冲击瞬态沸腾传热的实验研究（论文文献综述）
王高辉[1]（2021）在《铝平面微观结构化处理及石墨烯纳米流体沸腾传热特性研究》文中研究指明随着电子信息技术的快速发展,高热流密度设备的散热问题备受关注。为了提高电子器件的散热效率,本文分别对池沸腾加热壁面形貌的改善和石墨烯纳米流体进行了实验研究。（1）为了测试类石墨烯加热壁面和石墨烯纳米流体的传热性能,本文搭建了池沸腾实验测试平台并进行了调试。池沸腾实验测试平台主要包括电加热系统、沸腾池、数据采集系统、高速相机拍摄等组成,并对实验测试误差进行分析。（2）采用等离子增强化学气相沉积（PECVD）工艺在加热壁面纯铝上生长类石墨烯微观结构,并在制备类石墨烯微观结构之前通过高真空电阻蒸发镀膜机对样品镀铜处理,以催化石墨烯的生长,通过SEM观察不同生长时间下的类石墨烯微观形貌和厚度,使用接触角进行了润湿性表征。结果表明:采用PECVD法生长的类石墨烯微观结构薄膜产物尺寸较大,结构比较完整,形状呈现花瓣状,连续性很好,完整程度较高;类石墨烯微观结构化加热壁面的池沸腾传热系数比纯铝加热壁面显着提高,其中生长时间为7200s的类石墨烯加热壁面所得结果最优,传热系数提高了48.46%,传热性能有明显的改善。随着厚度的增加,类石墨烯的润湿性逐渐改善,生长时间为7200s对应的接触角为79.65°。此外,从汽泡动力学的角度对沸腾时的汽泡进行了分析,并得出单个汽泡所受的力对脱离直径和频率的影响,使用高速摄像机拍摄沸腾传热过程中汽泡形成和脱离形态,分析加热壁面微观结构和厚度对池沸腾传热性能的影响。（3）通过“两步法”制备了不同质量浓度石墨烯纳米流体,并使用Zeta电位表征了石墨烯纳米流体的稳定性。结果表明:对于浓度分别为0wt%、0.05wt%、0.10wt%和0.15wt%纳米流体,随着纳米颗粒浓度的增加,稳定性先提高而后发生恶化,在浓度为0.05wt%是稳定性最佳,静置石墨烯纳米流体一个月后,均未发生任何明显的沉淀和团聚现象。对比不同浓度的纳米流体,浓度为0.10wt%的石墨烯纳米流体传热性能最佳,在热流密度为68.89kw/m2的条件下,0.10wt%的石墨烯纳米流体传热系数比纯工质的提高了28.76%。
邢志远[2]（2021）在《内燃机活塞冷却油腔壁面微米结构改性强化往复振荡冲击换热的模拟实验研究》文中研究表明随着现代社会对动力源的需求愈发迫切,内燃机的功率和集成度不断提高,造成活塞承受的热负荷急剧增加。目前大部分高功率内燃机的活塞均采用铸造内冷油腔冷却方法,但活塞往复运动过程中,腔内润滑油振荡冲击油腔表面进行换热,却存在无法完全覆盖油腔表面的情况,造成局部表面与空气直接接触,换热系数变小,换热能力不足,从而使高温下油腔壁面局部产生干锅,即:润滑油变质、结焦,已成为制约内燃机洁净高强化发展的一个瓶颈。单纯的增大或改进内冷油腔结构无法解决该问题,所以必须寻找一种可以解决壁面油膜覆盖率低的方法。经前人探究发现,微纳米结构超亲油壁面具有超强毛细力,使油液更易在壁面附着铺展,形成具有一定厚度的稳定油膜,能完全覆盖表面;超强毛细力还能使油膜变薄,热阻变低,进而强化液膜传热;同时还能强化壁面润滑油的微流动,提升液膜蒸干热流极限,使液膜不易蒸干。本文通过实验方法,采用去离子水作为冷却工质,探究腔内振荡换热机理。对进一步强化内冷油腔冷却能力,从而解决滑油结焦问题提供了新思路。本文采用激光烧蚀工艺制备了微结构表面,采用过氧化氢腐蚀方法制备了超亲水表面,并将两种方法结合制备了微结构超亲水表面,表征接触角接近0°。将所制备表面应用于自行搭建的往复振荡冲击换热及可视化实验台,并通过间歇性喷雾实验模拟往复振荡下冷却工质间歇性接触上壁面时的换热特性,实验结果表明:（1）充液率为50%时,既可以保证往复冲击振荡,又可以保障上壁面得到足够的液膜覆盖,所以此时换热特性最好;伴随曲轴转速的增大,腔内液相更加活跃,与气相混合程度变高,对上壁面的冲击增强,换热特性得到强化;对比四种表面的换热特性,相比于抛光表面,另外三种表面均有一定程度的换热强化效果,其中微结构超亲水表面换热特性最强,平均提升18%。（2）在高温情况下,充液率仍在50%时为最佳,但为了防止腔内上壁面局部蒸干,要避免腔内充液率低于50%;在实验的热流密度范围内,抛光表面和微结构表面首先在腔尾出口处发生局部蒸干现象,随后扩散至全腔造成膜态沸腾,但微结构表面具有一定亲水性,局部蒸干热流密度为抛光表面的2.3倍,其他两种超亲水表面没有发生该现象,说明超亲性质表面可有效延迟临界热流密度点。（3）转速的提高使得换热壁面及时得到冷却工质的冲击,从而有效提高临界热流密度。同时,采用超亲水表面也可有效推迟蒸干现象发生,相比抛光表面最高提升了66%。
王翼鹏[3]（2021）在《冲击射流驻点瞬态传热机理的数值仿真及试验研究》文中研究指明射流冲击冷却的局部传热效率极高,尤其是在驻点处,但迄今尚没有合适的传热理论解释该点处的内在传热机制,因此探究驻点处瞬态传热特性对完善射流冲击冷却理论具有重要意义。本文以液体非浸没射流为研究对象,以流体仿真软件Fluent为工具,借鉴原始的牛顿冷却曲线分布特征,通过数值仿真和试验研究的方法,从热对流视角研究了驻点处的瞬态传热特性。另外,数值模拟了单束和组合式射流垂直和倾斜冲击壁面时的稳态传热过程,定量地分析了射流流场对壁面传热特性的影响。首先,针对冲击射流在驻点处的传热机理进行数值仿真研究。阐述了牛顿冷却定律的原始表述,对原始的牛顿冷却曲线进行解读并确定了两个主要的分布特征。以微型立方体钢块近似代表驻点,分别模拟了垂直和水平射流以及强迫对流冷却钢块的瞬态传热过程。结果表明,钢块六个面中心处的瞬态温度响应曲线的分布特征与原始的牛顿冷却曲线完全相同,证明了射流驻点处的传热机制是热对流而非热传导。同时发现,射流冲击冷却立方体钢块的瞬态温度响应曲线与强迫对流非常相似,表明射流驻点处的传热机制本质上可与强迫对流相比拟。此外,对瞬态温度响应曲线如何指导阵列式射流冲击冷却方案设计的方法及其物理含义给出了理论的解释。然后,设计搭建了研究冲击射流在驻点处传热机理的试验装置。以304不锈钢圆柱试件模拟驻点处的瞬态传热过程,并对试验结果进行误差分析。结果表明,驻点处的瞬态温度响应曲线整体呈指数分布;当试件温度较高、喷嘴出口流量较大时,热试件与冷却水温度之差的相对变化率在一个定值上下波动,受温度传感器的精度和射流强湍流的影响,试件温度越低,温度相对变化率的波动越大。将试验研究结果与仿真进行对比,试验结果整体偏小。一方面,由于温度传感器的实际测温点偏离驻点位置;另一方面,受制于温度传感器尺寸,试件体积偏大,试件内部热传导的影响不可忽略。最后,采用数值方法分别模拟了单束射流不同倾角下的冲击冷却过程,定量地讨论了射流流场对壁面传热特性的影响,发现射流流速与滞止区和壁面射流区的传热密切相关。设计组合式射流冲击冷却模型对上述结论进行仿真验证并发现在多喷嘴协同作用下,组合式射流继承了单束直射流和斜射流的优点,在保证滞止区传热效率较高的同时,有效地提高了射流下游的传热效率并使壁温分布更加均匀。基于此,研究了组合式射流的斜喷嘴倾角及间距对壁面传热特性的影响,发现当斜喷嘴靠近直喷嘴时,组合式射流整体传热特性与单束斜射流相似;考虑壁面整体冷却效果时,理论上斜喷嘴倾角存在最优值;沿横向增大喷嘴间距时,壁面平均努塞尔数增大,上游远离喷嘴区域的两个高温区向下游转移且冷却效果变好;沿纵向增大喷嘴间距时,壁面平均努塞尔数增大,两个高温区作用范围减小直至消失,同时下游的冷却效果不断变差。
冷顺[4]（2021）在《射流冲击换热的强化方法及其在玻璃化保存中的应用研究》文中进行了进一步梳理玻璃化保存是生物低温保存的重要方法之一,通过避免冰晶导致的生物损伤效应,可显着提升细胞或组织的保存效果。高速降温、复温是实现玻璃化保存的关键,但现有方法换热效率低,导致处理通量小、低浓度保护剂下细胞存活率低、应用范围受限。射流冲击换热是一种利用高速射流冲击固体表面的换热方法,其流速高、边界层薄,具有极高的换热效率。本文将射流冲击方法引入到玻璃化保存中,构造面向玻璃化保存的射流冲击换热系统,并对系统中的各参与要素进行研究,实现对射流冲击换热的强化。所开展的工作主要包括以下几个方面:（1）基于射流冲击的玻璃化保存系统研究。通过分析玻璃化保存的典型换热过程,分析其中影响换热效率的关键因素,提出了射流冲击玻璃化方法。在其基础上,设计并搭建了射流冲击玻璃化保存实验平台;（2）射流冲击玻璃化保存系统的强化换热方法研究。根据射流冲击换热的影响因素,从工质和载体等角度对保存系统展开研究。对于工质,通过向液氮中掺杂纳米颗粒、构造水-Al2O3纳米流体等方式增强工质的换热能力;对于载体,通过构造微结构表面、超亲水/超疏水表面、优化射流发生器的结构等方法强化工质与载体表面之间的对流换热效果;（3）射流冲击强化换热方法的换热特性研究。通过射流冲击降温或复温实验对上述强化换热方法的换热特性进行研究,以无细胞实验的降温/复温速率作为指标进行评价。结果表明,向液氮中掺杂0.2 g/L浓度的纳米Al2O3颗粒使降温速率提升32.77%;微通道表面比光滑表面的降温速率提升5.38%,复温速率提升42.58%;对微柱阵列表面进行超亲水处理后,降温速率提升了5.01%,复温速率提升7.44%;（4）射流冲击强化换热方法的生物学应用研究。将所开发的射流冲击玻璃化保存方法应用于人骨髓间充质干细胞（h BMSCs）的玻璃化保存中,实验得到不同种类的低浓度低温保护剂（小于1M）下的细胞存活率,最高的细胞存活率为82.1±3.5%,最低的细胞存活率为59.9±1.5%。结果表明,在低浓度低温保护剂条件下,所开发的玻璃化方法对人骨髓间充质干细胞有较好的保存效果。本文对射流冲击换热的强化方法进行研究,并将其应用于生物样品的玻璃化保存中。实验结果表明,射流冲击强化方法在换热效率上有较大的提升。相对于传统方法,射流冲击玻璃化方法有更大的处理通量,且能够在低浓度保护剂下实现玻璃化,有较高的细胞存活率。该系统不仅能对细胞悬液进行保存,还可用于保存组织切片,扩展了玻璃化保存方法的应用场景。因此,本文所研究的射流冲击玻璃化保存系统及其强化换热方法具有较好的保存性能,为生物材料的低温保存提供了更多的可选方法。
骆洋[5]（2021）在《歧管式微通道内气液流动沸腾换热的数值模拟与实验研究》文中指出近几十年来,高功率电子设备快速上升的功率消耗对散热提出了更高的要求,相比于常规尺寸的换热器,微通道换热器因其紧凑结构和优秀性能得到了工业界和学术界的重视。歧管式微通道（Manifold Microchannel,MMC）热沉是微通道热沉中的一种特定结构设计,同时具备优秀的换热性能与较低的压降损失。虽然目前微通道沸腾散热技术研究广泛,但是对MMC流动沸腾的研究尚有很大不足。本研究计划通过开发流固热耦合微尺度相变求解程序,设计装配MMC热沉实验测试系统,对MMC的换热压降特性以及两相流型规律进行数值和实验研究。本文首先构建开发了数值求解程序,通过二维方腔热毛细流动、二维非平衡液滴复原、螺旋盘剪切流、加热面单气泡生长等验证算例,对两相流相界面捕捉重构、表面张力、相变模型等方面进行了讨论和验证。随后,针对矩形截面微通道内的饱和流动沸腾现象,本文不仅对单气泡沸腾生长过程进行了工况变量分析,而且针对环形流动沸腾进行了微通道尺寸参数变化时的流动与换热对比。结果显示矩形微通道加热面出现气泡生长时有助于强化传热,而提升入口Re数、改变换热面的亲水性、使两个生长的气泡融合等措施能够显着提升气泡生长时的微通道换热性能;在其他条件一定时,矩形微通道环形流动沸腾存在最优宽高比,使液膜厚度较薄以实现高换热性能,但也容易因此出现局部干涸而导致传热恶化。在对MMC热沉结构进行数值计算后发现,微通道的结构尺寸和歧管的类型对热沉内流动与换热性能影响显着。微通道宽度wc、翅片宽度wf、进出口宽度比例等微通道几何尺寸参数在特定的运行工况下,均存在较为合理的值使热沉模块可以兼顾换热性能与压损特性。根据歧管通道结构特点,本文对Z、C、H和U四种类型的歧管结构进行了研究。结果显示Z型和C型歧管通道结构具有较大的流动不均匀性,H型和U型歧管结构使通过微通道的流量分布更均匀;热沉中的流动沸腾流型随着热流增加大致按照泡状流、弹状流、间歇流与环形流的基本流型进行演变;受歧管结构对流动的限制作用,Z型歧管和C型歧管结构在高热流工况下容易在出口歧管通道中形成空泡率较高的间歇流和环形流;当控制运行工况完全相同的条件下,U型歧管结构产生最好换热性能的同时也拥有最小的压力损失。最后本文设计装配了MMC热沉实验测试模块,在进行可视化实验研究后发现流动沸腾使MMC的换热性能得到提升,当增加入口质量流量和入口过冷度时有助于延缓起始沸腾点的发生;提升流量将增加MMC散热模块的进出口压降,但使用较低入口过冷度的工质有助于降低压降。在逐渐加大热流密度的过程中,发现热沉中两相流型基本可以分为气泡流和交叉流两类。
何鑫[6]（2020）在《矩阵排布式喷嘴层流冷却实验研究与数值模拟》文中研究表明随着钢铁市场博弈的日益激烈和钢板参数控制技术的逐渐成熟,金属的性能指标愈发成为了国际钢铁行业的竞争重心,钢板性能的好坏主要由热量传递过程（即冷却速率、终冷温度以及钢板温度的均匀性）所控制。虽然近10年层流冷却技术的运用已经大大提高了生产效率,但是仍存在许多问题,比如钢板内外温度不均,应力不均和钢板翘曲等。改善轧后冷却控冷技术的关键在于对轧后冷却的温度场进行调控。然而,由于层流冷却过程中瞬态冲击沸腾换热十分复杂,影响因素众多,这种复杂的规律分布对层流冷却技术调控的难度很大。本文开展了搭建实验台,实验研究与数值模拟三个方面的工作,自主搭建了矩阵排布式喷嘴层流冷却实验系统,整个系统分为钢坯加热系统、传动系统、喷嘴调节系统、射流系统和温度采集系统这六个子系统。本文分别进行了静态实验与动态实验,得到了不同工况下的钢板温度变化规律,并详细分析了各个参数在层流冷却过程中对钢板传热过程的影响。数值模拟部分进行了二维、平面的模拟,用Fluent仿真软件,对单喷嘴的射流冲击的流场和温度场进行了数值模拟,并对得到的温度场和速度场进行分析。实验研究和数值模拟的主要结论如下:（1）钢板出炉温度从900℃降低到800℃,平均温降速率降低了14.5%。各个点之间的温差减小,最大温差降低了32%。（2）射流高度从475mm增加到485mm,平均冷却速率降低了23.7%。最大温差降低了48.6%。（3）钢板运行速度由1m/min提高到3m/min时,钢板表面各个测温点温度急剧下降,其中降温最快的点降低了39.7%,此时钢板表面最大温差降低了61.8%。（4）当喷水量从0.1m3/h提高到0.16m3/h时,钢坯表面平均温降速度增加了1.44倍,钢坯表面最大温差呈现抛物线性变化。钢板近表面温度均匀性呈现出先减小后增加的趋势。本实验存在着一个最佳值0.125m3/h,此时钢板表面的温度均匀性最好。（5）不同喷射速度条件下,水流轴线速度增加的幅度不同,喷口速度较小时,水流轴线速度增加幅度较大,如u=2m/s时,水流轴线速度从2m/s增加到了3.3m/s,增加了65%。射流速度较大时,水流轴线速度增加幅度较小,如u=10m/s时,水流轴线速度从10m/s增加到了10.25m/s,增幅2.5%。（6）喷嘴射流速度从2m/s增加到6m/s时,钢板表面滞止区温度依次降低了5.4%,7.9%,滞止区与壁面射流区的最大温差分别降低了44.9%,26.2%。
史学伟[7]（2020）在《气雾射流对周期性换热的影响与研究》文中指出在连铸工艺生产中,连铸二次冷却是整个工艺中十分重要、可控性较强的环节,在这个过程中,结晶器内的钢液形成坯壳后经过二次冷却区,由雾化喷嘴向带液芯的热铸坯表面喷射雾化水滴,铸坯表面温度迅速降低,与铸坯液芯之间形成了较大的温度梯度,热量迅速从铸坯中心向铸坯表面传导,使得铸坯能够在较短的时间内迅速凝固,提高了生产效率。随着社会生产生活水平的提高,对钢材的质量要求也愈发严苛,而形成坯壳的钢液在二冷区需要释放整体60%的热量,二次冷却区冷却效果的好坏直接关系到铸坯质量的优良,控制二次冷却效果的关键在于控制雾化喷嘴工作参数,以及控制热铸坯的拉速。因此清晰的认识气雾射流以及铸坯拉速对铸坯的影响尤为重要。本文基于气雾喷嘴射流特性,详细分析了喷嘴气水压力对周期性换热的影响规律以及通过改变缸体转速模拟铸坯不同拉速下的换热过程,分析周期性换热特性。并通过液滴粒径识别数字成像法,对实验条件下流场雾滴索太尔平均粒径（Sauter mean diameter-SMD）变化进行测量和计算,分析了平均粒径与气水压力之间的关系。研究结果表明:通过气雾喷嘴对高温旋转空心圆筒进行喷雾冷却过程中,圆筒壁面依次经历了膜态沸腾、过渡沸腾、核态沸腾以及强制对流;（1）在膜态沸腾阶段和过渡沸腾阶段,在气压实验中,壁面平均热流密度随着气压升高分别增大32887.5W/m2和40891 W/m2,与水压实验相比热流密度变化更剧烈;（2）核态沸腾阶段,空心圆筒壁面热流密度受水压的影响更剧烈,同时临界热流密度（Critical Heat Flux-CHF）随着水压的增大而提高110208.4W/m2,CHF受水压的影响更加显着;（3）热模拟缸体转速分别为5r/min、10r/min、15r/min,实验发现单个冷却周期缸体整体的温降随转速增大而减少,整体冷却速度降低,冷却时间增加78s,缸体表面热流密度偏低,临界热流密度CHF值随转速提高降低263057.25W/m2,莱登弗罗斯特（Leidenfrost）温度点推迟。
吴轲[8]（2020）在《固壁面上激光诱导双空泡脉动瞬态特性研究》文中进行了进一步梳理在水力机械中通常会发生对设备造成严重破坏的空化现象,降低其使用寿命和可靠性,揭示空化过程及机理十分重要。研究空化的手段有多种,空泡性质可控是研究空泡特性和空化机理的基石,激光诱导产生空泡是实现这一目的的一种有效方法。研究表明,利用激光作为能量源,通过控制激光参数能够产生性质可控的空泡,因此采用激光诱导产生空泡已经成为现阶段空泡特性和空化机理研究的关键手段。本文将计算机仿真和实验研究相结合,研究了固壁面上激光诱导双空泡在“V”型和水平结构内的空泡瞬态特性以及双空泡之间的相互作用,并分析激光能量、空泡产生位置等因素对激光诱导双空泡脉动特性的影响。主要的研究内容和结果如下:（1）理论分析了不同类型空泡的产生机制,并结合空泡动力学,探究了空泡脉动特性。研究了单空泡脉动的影响因素,同时对单、双空泡脉动特性方程进行了对比分析,为研究激光诱导双空泡在不同环境下的脉动特性提供了理论依据。结果表明,液体粘度、表面张力和含气量均能够对空泡产生一定的影响,双空泡之间的距离是区别单、双空泡脉动行为的重要影响参数。（2）采用Fluent软件模拟了不同环境下激光诱导双空泡在“V”型和水平结构上的瞬态脉动特性,重点研究了双空泡周围流场在脉动过程中的变化趋势。结果表明,双空泡在脉动过程中存在明显的膨胀和收缩过程,且双空泡之间的相互作用会导致空泡异常脉动。在空泡脉动末期,双空泡之间会形成以该区域为中心的旋转速度场,因而双空泡在脉动末期具备融合为一个空泡的趋势。（3）搭建激光诱导空化实验平台,利用高速摄像机捕捉不同壁面结构下的双空泡脉动行为,通过提取出双空泡的脉动序列图进一步分析空泡瞬态直径、空泡泡壁的脉动速度、融合后产生的新生空泡脉动特性等。（4）分析总结了不同环境下的激光诱导双空泡脉动特性。研究结果表明,激光诱导双空泡的最大脉动直径和脉动时间都随着激光能量的增加而增大。当相同激光能量诱导产生的双空泡位于“V”型结构时,距离“V”型结构尖端较近的空泡会被压缩,使得最大直径减小,而初生位置相同的两空泡脉动状态基本相同,呈镜像分布。在一定条件下,激光诱导双空泡在脉动过程中会促使“V”型尖端出现水力空化产生的空泡,该空泡缓慢变化,最终与激光诱导双空泡融合。当双空泡位于水平结构上时,较大激光能量诱导的空泡在脉动后期会将能量较小的空泡吸入其中,融合为一个新生空泡。同时,融合产生的新生空泡在“V”型和水平结构上脉动特性相似,空泡在产生后经过缓慢的脉动逐渐形成空泡群并消失,整个过程一般持续几微秒。
于俊杰[9]（2020）在《采用汽液相分布调控强化沸腾换热研究》文中提出随着微加工工艺的发展,电子芯片的集成度越来越高,设备的热流密度急剧增大,产生的高热通量会对电子设备的性能稳定性和寿命产生极为不利的影响。传统的散热方式例如空冷、风冷等,不再能继续满足如此大的热通量去除需求。微纳米尺度通道结构由于其更高的比表面积允许更有效地移除高热通量,另一方面,微通道沸腾换热时发生相变过程,工质从液态转变为气态时吸收大量的汽化潜热,是一种高效的散热方式。在常见的微通道结构流动沸腾换热过程中,液体工质在相对较高的壁面过热度下处于高过热的亚稳定状态,一旦核化穴处发生气泡核化,小气泡便迅速生长充满整个微通道的流动界面,过热的亚稳态液体内储存的能量通过有限的气液界面进行集中且快速地释放,导致气液界面迅速膨胀,使得通道内流量、压降、温度等产生大幅脉动,气液界面甚至会倒流到微通道入口的储液槽,同时产生热应力,会一定程度造成芯片的热疲劳损耗,对微通道换热器的稳定运行有不利影响。为了改善这一问题,本文针对微通道流动沸腾提出两种对汽液两相流进行汽液相分布调控来强化流动沸腾换热的新思路,构建了基于汽液多相流体交错分割以及汽液分相的两类新型微通道强化沸腾换热结构。对比研究了交错分割式微通道结构、分相式微通道结构和普通并联微通道的沸腾换热特性,同时结合高速可视化图像分析,研究了分割式微通道结构和分相式微通道内流型变化规律,揭示了两类结构调控相分布以及强化流动沸腾换热的机理。对于分割式微通道,工质进入微通道受热产生汽液相变,在流动过程中通过微通道阵列多次交错分割,能同时实现五类强化传热模式:（1）气相分割使得气泡在其总体积不变但表面积增加,从而增加了气液潜热交换面积强化潜热传热;（2）气相分割使得气泡数量增加,从而增加了气泡扰流区域,增强气泡周围的微对流传热;（3）液相的边界层脱离和再发展强化对流显热传热;（4）气相的分割延缓了大气泡聚合成蒸汽膜覆盖通道导致的传热恶化,提高了临界热流密度;（5）液相的周期性分割可使近壁区热边界层周期性的脱离和重新在发展,由于热边界层的热阻较大,周期性破坏边界层可显着减小近壁区换热热阻,提高对流显热交换。对于分相式微通道,当通道内未发生相变时,由于横向渐扩结构以及两侧的通道较宽,最外侧的两个通道流动阻力较小,其流量大于中间区域通道;当上游发生相变时,开始产生的微小气泡一小部分进入中心区域的窄通道内,大部分则向通道两侧的宽通道内扩散。上游微通道流出的气泡大部分通过渐扩区域流向了流动阻力较小的两侧通道,此时下游微通道在一定程度上起到了气泡过滤器的作用,实现了气泡主要在两侧流动,中间区域的通道入口大部分是液相,这种汽液分相流动抑制了通道内汽液混合流动时由于界面迅速膨胀导致的不稳定性。随着截面平均含气率的增大,两侧通道内较多的蒸汽聚集,产生了气体堵塞效应。两侧通道内汽液界面在横向渐扩结构内向中心区域通道膨胀,由于蒸汽压克服了汽液界面进入下游中心区域通道的界面张力,蒸汽开始进入下游通道,并在通道内形成了拉伸的弹状流（类环状流）,这种类环状流的薄液膜蒸发模式极大地强化了传热。研究发现,分相式通道的强化换热效果最好,分割式通道次之,普通并联微通道的换热效果相对最差。在三种不同表面结构微通道中,整体的压降分割式通道最高,普通并联微通道次之,分相式通道最小。采用强化换热综合评价因子来比较,发现质量流速在G=1.5g/s,功率密度q=320kW/m2的情况下,以普通并联式通道为基准,分割式微通道的强化换热综合评价因子达到最大值1.17,分相式通道的强化换热综合评价因子达到最大值1.93。
颜红燕[10]（2020）在《闪蒸喷雾冷却流动换热特性数值研究》文中研究表明随着空天技术的不断发展,机载电子设备性能越来越高的同时,发热功率也日益增长,一些传统的散热方式已经远远不能满足冷却需求。喷雾冷却是利用喷嘴将液体破碎成小液滴均匀喷淋到热壁面对其进行冷却的一种散热方式,闪蒸是将工质流体置于真空低压环境,液体迅速达到过热瞬间汽化带走大量潜热的一种散热方式。闪蒸喷雾冷却是将喷雾冷却技术和真空闪蒸冷却技术相结合的一种高效冷却散热方式,具有换热效率高、工质需求量少、散热均匀等优点。本文通过数值模拟的研究方法完善闪蒸喷雾冷却流动换热机理,选取合适的经验关联式,着眼于整个系统编制工程计算软件,有针对性的实现真空喷雾闪蒸冷却的实际工程应用。主要研究内容及结果如下:1.建立单喷嘴、双喷嘴雾化和壁面换热的三维几何模型,对喷雾内流场与温度场进行详细的数值模拟研究。研究发现:喷雾高度越低,平均换热系数越大,但整体均匀性变差,存在一个最佳高度兼顾换热效果与均匀性;换热性能随着流量增大、进口工质温度降低而提高;进口工质的温度仅影响热壁面温度的分布,对换热系数、液膜厚度、液膜速度影响不大;双喷嘴间距越小,干涉越剧烈,中心区域换热效果越好,但换热不均匀性也增大。2.基于液滴闪蒸的机理,建立了数学模型,使用MATLAB/Simulink进行求解。液滴闪蒸几乎在瞬间完成,闪蒸换热性能强于普通蒸发,因此可以提高喷雾冷却的换热性能。初始温度越大、粒径越小的液滴,在越低的闪蒸压力下,汽化速率越快、闪蒸效率越高。在工程应用中,考虑到闪蒸空间的大小有限,喷嘴喷出的初始液滴直径越小越好。3.基于喷雾闪蒸复杂流动换热机理,编制相应的工程计算软件,程序计算所得壁面温度分布和参数影响趋势与数值模拟所得基本一致,但因程序计算考虑了液滴闪蒸与液膜表面闪蒸,计算得到的结果温度数值较数值模拟低。本文编制的计算软件能够简洁快速的根据不同喷雾工质、冷却腔结构选择喷雾高度、喷雾流量、喷雾个数、喷淋室压力等参数,快速获得不同应用需求的喷雾冷却性能方案。
二、高温壁面液体射流冲击瞬态沸腾传热的实验研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高温壁面液体射流冲击瞬态沸腾传热的实验研究（论文提纲范文）
（1）铝平面微观结构化处理及石墨烯纳米流体沸腾传热特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 石墨烯的制备方法 |
| 1.2.1 通过石墨材料制备石墨烯的方法 |
| 1.2.2 通过化学反应制备石墨烯的方法 |
| 1.3 强化沸腾传热的机理和研究现状 |
| 1.3.1 沸腾传热过程和研究现状 |
| 1.3.2 池沸腾强化传热机理 |
| 1.3.3 纳米流体制备方法和研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 微观结构表面强化传热原理及实验平台设计 |
| 2.1 微观结构表面强化传热原理 |
| 2.2 池沸腾实验系统 |
| 2.2.1 沸腾池装置 |
| 2.2.2 数据采集系统 |
| 2.2.3 可视化系统 |
| 2.3 沸腾池装置实验平台设计及数据采集原理 |
| 2.3.1 沸腾池实验平台设计 |
| 2.3.2 沸腾池数据采集原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 铝平面微观结构传热性能的研究 |
| 3.1 类石墨烯微观结构的制备 |
| 3.1.1 加热壁面镀铜预处理 |
| 3.1.2 类石墨烯微观传热表面制备过程 |
| 3.2 类石墨烯微观传热表面表征 |
| 3.3 类石墨烯微观结构对池沸腾强化传热性能的影响 |
| 3.3.1 类石墨烯加热壁面传热性能测试实验步骤 |
| 3.3.2 实验测试结果计算与分析 |
| 3.4 汽泡动力学分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 石墨烯纳米流体的传热性能研究 |
| 4.1 实验工质的制备 |
| 4.2 石墨烯纳米流体稳定性分析 |
| 4.3 石墨烯纳米流体对传热性能的影响 |
| 4.4 不同碳材料纳米流体对传热性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 5.3 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
（2）内燃机活塞冷却油腔壁面微米结构改性强化往复振荡冲击换热的模拟实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 活塞常用冷却方式 |
| 1.1.3 课题研究意义 |
| 1.2 内冷油腔换热研究现状 |
| 1.2.1 实验研究 |
| 1.2.2 数值模拟 |
| 1.2.3 理论研究 |
| 1.3 超亲表面传热研究现状 |
| 1.3.1 表面湿润性理论 |
| 1.3.2 超亲表面传热研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 微结构超亲表面制备及表征 |
| 2.1 常用的微结构加工方式 |
| 2.2 铜基表面制备 |
| 2.2.1 微结构表面制备 |
| 2.2.2 超亲水表面制备 |
| 2.3 表面形貌表征 |
| 2.4 表面湿润特性 |
| 2.5 微结构超亲水表面铺展特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 实验系统介绍 |
| 3.1 往复振荡冷却实验系统 |
| 3.1.1 往复振荡发生装置 |
| 3.1.2 实验段设计 |
| 3.1.3 加热系统 |
| 3.1.4 图像与温度采集系统 |
| 3.1.5 实验数据处理 |
| 3.2 本章小结 |
| 4 内冷油腔振荡换热模拟实验研究 |
| 4.1 内冷油腔低中温换热特性 |
| 4.1.1 充液率对换热的影响 |
| 4.1.2 转速对换热的影响 |
| 4.1.3 表面特性对换热的影响 |
| 4.1.4 方腔换热准稳态过程 |
| 4.2 往复振荡高温沸腾特性 |
| 4.2.1 充液率对沸腾换热的影响 |
| 4.2.2 腔内局部蒸干特性 |
| 4.2.3 表面性质对沸腾换热的影响 |
| 4.3 内冷油腔可视化研究 |
| 4.3.1 充液率对流动的影响 |
| 4.3.2 转速对流动的影响 |
| 4.3.3 表面特性对流动的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 局部蒸干换热的模拟实验研究 |
| 5.1 间歇性喷雾冷却实验系统 |
| 5.1.1 间歇喷雾系统 |
| 5.1.2 加热系统 |
| 5.1.3 数据及图像采集系统 |
| 5.2 间歇性喷雾蒸干实验 |
| 5.2.1 转速对蒸干的影响 |
| 5.2.2 表面蒸干特性 |
| 5.2.3 表面性质对蒸干的影响 |
| 5.2.4 蒸干过程可视化研究 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
（3）冲击射流驻点瞬态传热机理的数值仿真及试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 冲击射流的分类和特点 |
| 1.2.1 冲击射流的分类 |
| 1.2.2 单束射流流场特征 |
| 1.2.3 多束射流流场特征 |
| 1.2.4 射流壁面边界层效应 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 冲击射流驻点处瞬态传热数值模拟研究 |
| 2.1 数值模拟理论基础 |
| 2.1.1 数值模拟方法 |
| 2.1.2 多相流模型 |
| 2.1.3 控制方程及参数描述 |
| 2.1.4 湍流模型 |
| 2.1.5 边界条件 |
| 2.1.6 压力—速度耦合求解算法 |
| 2.2 牛顿冷却定律 |
| 2.3 驻点瞬态传热数值模拟 |
| 2.3.1 模型建立 |
| 2.3.2 网格划分 |
| 2.3.3 边界条件及求解设置 |
| 2.3.4 网格无关性检验 |
| 2.3.5 结果讨论 |
| 2.4 强迫对流瞬态传热数值模拟 |
| 2.4.1 模型建立 |
| 2.4.2 求解设置 |
| 2.4.3 结果讨论 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 冲击射流驻点处瞬态传热试验研究 |
| 3.1 射流瞬态传热试验 |
| 3.1.1 试验装置 |
| 3.1.2 试验零部件设计 |
| 3.1.3 测量系统 |
| 3.1.4 加热系统 |
| 3.1.5 试验工况设置 |
| 3.1.6 结果讨论 |
| 3.2 试验工况数值模拟 |
| 3.2.1 模型建立 |
| 3.2.2 边界条件及求解设置 |
| 3.2.3 结果讨论 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 单束与组合式冲击射流稳态传热特性数值分析 |
| 4.1 单束射流不同倾角下流场对壁面传热特性影响 |
| 4.1.1 模型建立 |
| 4.1.2 网格划分 |
| 4.1.3 边界条件及求解设置 |
| 4.1.4 网格无关性检验 |
| 4.1.5 湍流模型验证 |
| 4.1.6 结果讨论 |
| 4.2 组合式射流壁面传热特性数值模拟 |
| 4.2.1 模型建立 |
| 4.2.2 结果讨论 |
| 4.3 组合式射流不同倾角下壁面传热特性数值模拟 |
| 4.3.1 模拟工况 |
| 4.3.2 结果讨论 |
| 4.4 组合式射流不同喷嘴间距下壁面传热特性数值模拟 |
| 4.4.1 模拟工况 |
| 4.4.2 结果讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间科研成果简介 |
| 致谢 |
（4）射流冲击换热的强化方法及其在玻璃化保存中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作的背景及意义 |
| 1.2 玻璃化保存的研究现状和发展趋势 |
| 1.3 射流冲击换热方法研究 |
| 1.3.1 射流冲击换热的分类方法 |
| 1.3.2 射流冲击换热的影响因素 |
| 1.4 论文主要内容及结构安排 |
| 第二章 基于射流冲击的玻璃化保存系统研究 |
| 2.1 玻璃化保存中的换热过程 |
| 2.2 射流冲击玻璃化保存方法 |
| 2.3 射流冲击玻璃化保存系统设计 |
| 2.3.1 薄膜化样品方法 |
| 2.3.2 样品盒的设计与制作 |
| 2.3.3 射流冲击玻璃化保存实验平台的设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 射流冲击玻璃化保存系统的强化换热方法研究 |
| 3.1 射流冲击换热的强化方法 |
| 3.2 射流结构参数优化 |
| 3.2.1 几何模型与网格 |
| 3.2.2 控制方程与边界条件 |
| 3.2.3 正交试验 |
| 3.2.4 结果与讨论 |
| 3.3 掺杂纳米颗粒的工质换热特性研究 |
| 3.3.1 纳米流体在降温过程中的应用研究 |
| 3.3.2 纳米流体在复温过程中的应用研究 |
| 3.4 载体表面特征对换热的影响 |
| 3.4.1 表面微结构 |
| 3.4.2 表面湿润性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 射流冲击强化换热方法的热特性研究 |
| 4.1 射流冲击换热特性实验方法 |
| 4.2 纳米流体射流冲击的换热特性实验研究 |
| 4.2.1 纳米颗粒-液氮工质的射流冷却特性 |
| 4.2.2 水-Al_2O_3纳米流体的射流换热特性 |
| 4.3 载体表面改性对换热效果的影响 |
| 4.3.1 微结构表面的换热特性 |
| 4.3.2 超亲水/超疏水表面的换热特性 |
| 4.3.3 超亲水-微结构表面的换热特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 射流冲击强化换热方法的生物学应用研究 |
| 5.1 封装人骨髓间充质干细胞水凝胶纤维的生成与收集 |
| 5.2 玻璃化保存实验方法 |
| 5.2.1 低温保护剂的添加及冷冻方法 |
| 5.2.2 复苏及去除低温保护剂 |
| 5.2.3 细胞回收及存活率检测 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 水凝胶封装对细胞存活率的影响 |
| 5.3.2 玻璃化效果验证 |
| 5.3.3 不同CPA下的细胞存活率 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（5）歧管式微通道内气液流动沸腾换热的数值模拟与实验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 歧管式微通道换热研究进展 |
| 1.2.1 歧管式微通道热沉简介 |
| 1.2.2 MMC单相流实验研究 |
| 1.2.3 MMC单相流数值研究 |
| 1.2.4 MMC流动沸腾实验研究 |
| 1.2.5 MMC流动沸腾数值研究 |
| 1.2.6 研究中的不足与启示 |
| 1.3 本文的研究目标与章节内容安排 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 章节内容安排 |
| 2.流动沸腾数值模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 VOF方法 |
| 2.2.1 简介 |
| 2.2.2 基本控制方程 |
| 2.2.3 表面张力 |
| 2.2.4 S-CLSVOF相界面捕捉方法 |
| 2.2.5 模型验证 |
| 2.3 气液相变模型 |
| 2.3.1 简介 |
| 2.3.2 Lee模型 |
| 2.3.3 Schrage模型 |
| 2.3.4 Rattner&Garimella模型 |
| 2.3.5 模型验证 |
| 2.4 湍流模型 |
| 2.5 流固热耦合 |
| 2.6 小结 |
| 3.矩形截面微通道内饱和流动沸腾机理的数值研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 矩形微通道内壁面附着单气泡生长 |
| 3.2.1 数值模型 |
| 3.2.2 单气泡生长换热特性 |
| 3.2.3 雷诺数、接触角与表面张力的影响 |
| 3.2.4 加热面双气泡合并的影响 |
| 3.3 不同宽高比矩形微通道内环形流动沸腾 |
| 3.3.1 数值模型 |
| 3.3.2 液膜厚度分布规律 |
| 3.3.3 环形流动沸腾换热特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.微通道结构对歧管式微通道热沉沸腾换热的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数值模型 |
| 4.2.1 控制方程 |
| 4.2.2 MMC的单相流验证 |
| 4.2.3 MMC的两相流验证 |
| 4.2.4 算例设置 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 微通道宽度 w_c和微通道翅片厚度 w_f的影响 |
| 4.3.2 进出口宽度比γ的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5.歧管类型对歧管式微通道热沉换热性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 数值模型 |
| 5.2.1 控制方程 |
| 5.2.2 计算域设置 |
| 5.2.3 网格无关性检验 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 单相流流量分配 |
| 5.3.2 两相流型分布 |
| 5.3.3 沸腾换热特性 |
| 5.3.4 压降分布 |
| 5.4 本章小结 |
| 6.歧管式微通道热沉过冷流动沸腾的可视化实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验系统与数据处理方法介绍 |
| 6.2.1 实验系统介绍 |
| 6.2.2 歧管式微通道测试模块 |
| 6.2.3 实验操作方法 |
| 6.2.4 数据处理 |
| 6.2.5 不确定度分析 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 歧管式微通道单相流动换热与压降验证 |
| 6.3.2 沸腾曲线 |
| 6.3.3 换热系数变化规律 |
| 6.3.4 压降特性 |
| 6.3.5 流型分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7.总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 个人简介及在学期间发表的学术论文 |
（6）矩阵排布式喷嘴层流冷却实验研究与数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 射流冲击冷却的主要影响因素 |
| 1.2.1 射流冲击的流场结构 |
| 1.2.2 射流冲击冷却的主要影响因素 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 实验研究 |
| 1.3.2 数值模拟研究 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.4.1 本文的研究内容 |
| 1.4.2 本课题研究创新点 |
| 第二章 矩阵排布式喷嘴层流冷却实验台搭建 |
| 2.1 实验系统简介 |
| 2.2 实验子系统介绍 |
| 2.2.1 钢坯加热系统 |
| 2.2.2 钢坯传动系统 |
| 2.2.3 喷嘴调节系统 |
| 2.2.4 温度采集系统 |
| 2.2.5 射流系统 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 实验步骤 |
| 2.3.2 热电偶安装方法及测点布置 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 实验结果及分析 |
| 3.1 静态实验 |
| 3.1.1 静态实验方案 |
| 3.1.2 静态结果分析 |
| 3.2 动态实验 |
| 3.2.1 动态实验方案 |
| 3.2.2 动态结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 喷嘴冲击射流数值模拟 |
| 4.1 本课题数值模拟的目的 |
| 4.2 CFD数值模拟简介 |
| 4.3 射流冲击冷却数值模拟物理控制方程 |
| 4.4 求解过程 |
| 4.4.1 数值模拟假设 |
| 4.4.2 圆形喷嘴冲击射流实体建模 |
| 4.4.3 圆形喷嘴冲击射流模型网格划分 |
| 4.5 数值模拟验证 |
| 4.6 数值模拟研究方案 |
| 4.7 速度场与压力场数值模拟 |
| 4.7.1 冲击射流过程中水的流动过程 |
| 4.7.2 不同速度条件下水流的发散性 |
| 4.7.3 不同喷射速度下水流轴线速度的变化 |
| 4.7.4 沿射流高度不同横截面的速度场 |
| 4.7.5 钢板上表面附近出不同截面的射流速度分布 |
| 4.7.6 不同射流高度条件下钢板表面的压力分布 |
| 4.8 温度场数值模拟 |
| 4.8.1 数值模拟初始条件设置 |
| 4.8.2 不同喷嘴流速下温度场的对比分析 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 主要结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究生参与科研及成果 |
（7）气雾射流对周期性换热的影响与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 气雾冷却技术国内外研究 |
| 1.2.1 连铸二冷国内研究 |
| 1.2.2 连铸二冷国外研究 |
| 1.2.3 气雾冷却过程研究 |
| 1.2.4 导热反问题研究 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 周期性换热实验台 |
| 2.1 周期性实验台简介 |
| 2.2 气雾射流系统 |
| 2.3 热模拟与测试系统 |
| 2.4 热电偶校准 |
| 2.5 小结 |
| 3 传热反问题 |
| 3.1 二维传热正问题 |
| 3.1.1 导热正问题模型 |
| 3.2 反问题求解思路 |
| 3.2.1 反问题描述及Tikhonov正则化方法 |
| 3.2.2 牛顿-拉夫逊法迭代求解 |
| 3.2.3 收敛判据 |
| 3.2.4 计算流程 |
| 3.3 反问题求解模型验证 |
| 3.4 小结 |
| 4 气雾射流作用下铸坯传热特征分析 |
| 4.1 气雾流场雾滴特性分析 |
| 4.1.1 气雾流场雾滴特性测量 |
| 4.1.2 气雾流场雾滴粒径测量结果及分析 |
| 4.2 气雾射流实验参数及实验步骤 |
| 4.2.1 气雾射流特性实验参数 |
| 4.2.2 热态缸筒实验参数 |
| 4.2.3 实验步骤 |
| 4.3 气雾射流作用下周期性换热结果与分析 |
| 4.3.1 沸腾曲线及传热分析 |
| 4.3.2 气雾喷嘴气水压力对周期性换热过程的影响 |
| 4.3.3 缸体转速对周期性换热过程的影响 |
| 4.4 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（8）固壁面上激光诱导双空泡脉动瞬态特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 空化实验研究进展 |
| 1.2.2 空化模拟研究进展 |
| 1.3 选题意义和主要研究内容 |
| 1.3.1 选题意义 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 激光诱导空化理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 激光诱导空泡产生的机理 |
| 2.3 空泡动力学理论 |
| 2.3.1 Rayleigh-Plesset模型 |
| 2.3.2 单空泡脉动影响因素 |
| 2.3.3 双空泡脉动方程 |
| 2.3.4 单双空泡脉动方程的理论分析 |
| 2.4 固壁面附近空泡溃灭的力作用 |
| 2.4.1 固壁面附近空泡的微射流效应 |
| 2.4.2 空泡的冲击波作用 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 不同壁面结构激光诱导双空泡瞬态特性模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 仿真模拟基础 |
| 3.2.1 计算流体力学 |
| 3.2.2 流体动力学控制方程 |
| 3.3 空泡模型及参数选择 |
| 3.3.1 模型建立 |
| 3.3.2 网格划分和边界条件设定 |
| 3.3.3 模拟参数的选择 |
| 3.4 仿真结果及分析 |
| 3.4.1 水平结构空泡脉动模拟研究分析 |
| 3.4.2 “V”型结构空泡脉动模拟研究分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同壁面结构激光诱导双空泡瞬态特性实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验设计 |
| 4.2.1 实验原理 |
| 4.2.2 实验装置与设备 |
| 4.2.3 实验方案 |
| 4.3 “V”型结构激光诱导双空泡脉动规律研究 |
| 4.3.1 空泡初生位置对激光诱导双空泡脉动影响 |
| 4.3.2 激光能量对激光诱导双空泡脉动影响 |
| 4.3.3 激光诱导双空泡融合的新生空泡脉动特性 |
| 4.4 水平结构激光诱导双空泡脉动规律研究 |
| 4.4.1 水平结构空泡脉动变化规律 |
| 4.4.2 激光能量对激光诱导双空泡脉动的影响 |
| 4.4.3 激光能量对融合新生空泡的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文与科研情况 |
（9）采用汽液相分布调控强化沸腾换热研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 主要符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 微通道沸腾换热国内外研究进展 |
| 1.2.1 改变微通道结构促进气液分离强化沸腾换热 |
| 1.2.2 利利用蒸发动量力促进气液路径分离强化沸腾换热 |
| 1.2.3 利用多孔壁/膜分离出蒸汽强化沸腾换热 |
| 1.2.4 微通道吸液芯结构强化沸腾换热 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本文主要创新点 |
| 第2章 实验系统及数据处理 |
| 2.1 实验系统及实验件 |
| 2.1.1 实验件设计 |
| 2.1.2 实验系统 |
| 2.1.3 其他实验设备 |
| 2.2 实验步骤和方法 |
| 2.3 实验数据处理 |
| 2.4 实验误差分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于分相调控的微通道沸腾传热特性 |
| 3.1 壁温变化特性 |
| 3.2 换热系数变化特性 |
| 3.3 强化换热评价因子特性 |
| 3.4 通道平均压降特性 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 微通道内流动沸腾的高速动态可视化研究 |
| 4.1 气泡动力学特性 |
| 4.1.1 气泡核化 |
| 4.1.2 气泡合并 |
| 4.1.3 气泡分割 |
| 4.1.4 气泡路径调控 |
| 4.2 热流密度对相分布特性的影响 |
| 4.2.1 普通并联式直通道的相分布特性 |
| 4.2.2 分割式通道的相分布特性 |
| 4.2.3 分相式通道的相分布特性 |
| 4.3 流型转化特性 |
| 4.3.1 普通并联直通道内的流型转化 |
| 4.3.2 分割式通道的流型转化 |
| 4.3.3 分相式通道的流型转化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 本文总结 |
| 5.2 未来与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| (一) 发表的学术论文 |
| (二) 申请专利 |
| 致谢 |
（10）闪蒸喷雾冷却流动换热特性数值研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 喷雾冷却国内外研究现状 |
| 1.2.1 传热机理的研究 |
| 1.2.2 液膜厚度的测量 |
| 1.2.3 影响因素研究 |
| 1.2.4 数值计算方法 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 喷雾冷却数值模拟研究 |
| 2.1 几何模型及网格划分 |
| 2.2 数值模型 |
| 2.2.1 连续相模型 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.2.3 离散相模型 |
| 2.2.4 连续相与离散相的耦合 |
| 2.3 计算条件 |
| 2.4 模型确定 |
| 2.4.1 喷嘴的选型 |
| 2.4.2 网格无关性验证 |
| 2.4.3 模型有效性验证 |
| 2.5 喷雾过程模拟 |
| 2.5.1 单喷嘴不同时刻雾化场颗粒轨迹图 |
| 2.5.2 速度分布特性 |
| 2.6 壁面冷却特性 |
| 2.6.1 壁面温度分布特性 |
| 2.6.2 液膜厚度分布特性 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 喷雾冷却流动换热特性影响因素分析 |
| 3.1 典型工况 |
| 3.2 评价参数 |
| 3.3 喷雾高度的影响 |
| 3.3.1 喷射高度对壁面温度的影响 |
| 3.3.2 喷射高度对换热系数的影响 |
| 3.3.3 喷射高度对液膜厚度的影响 |
| 3.3.4 喷射高度对液膜速度的影响 |
| 3.4 喷雾流量的影响 |
| 3.4.1 喷射流量对壁面温度的影响 |
| 3.4.2 喷射流量对换热系数的影响 |
| 3.4.3 喷射流量对液膜厚度的影响 |
| 3.4.4 喷射流量对液膜速度的影响 |
| 3.5 工质初始温度的影响 |
| 3.6 双喷嘴干涉对换热的影响 |
| 3.6.1 双喷嘴不同时刻的喷雾特性 |
| 3.6.2 双喷嘴间距对壁面温度分布的影响 |
| 3.6.3 双喷嘴间距对壁面液膜厚度分布的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 液滴闪蒸过程数学模型的建立与仿真 |
| 4.1 液滴闪蒸数学模型 |
| 4.2 求解方法 |
| 4.3 模型有效性验证 |
| 4.4 液滴闪蒸典型过程 |
| 4.5 计算结果与分析 |
| 4.5.1 不同粒径液滴闪蒸对比 |
| 4.5.2 不同环境压力液滴闪蒸对比 |
| 4.5.3 不同初始温度液滴闪蒸对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 闪蒸喷雾冷却流动换热数值研究 |
| 5.1 喷雾闪蒸流动换热机理分析 |
| 5.1.1 换热机理分析 |
| 5.1.2 换热过程分析计算 |
| 5.2 方程离散形式 |
| 5.2.1 固体壁面三维非稳态导热微分方程的离散 |
| 5.2.2 边界条件的处理 |
| 5.2.3 加热壁液膜覆盖位置的判断 |
| 5.2.4 闪蒸液滴换热方程的离散 |
| 5.3 计算程序的编制 |
| 5.3.1 计算程序框图与闪蒸计算程序界面 |
| 5.4 计算结果 |
| 5.4.1 编程计算结果与数值模拟结果对比 |
| 5.4.2 喷射高度对壁面温度的影响 |
| 5.4.3 喷射流量的影响 |
| 5.4.4 喷嘴数量的影响 |
| 5.4.5 喷雾时间间隔的影响 |
| 5.4.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
四、高温壁面液体射流冲击瞬态沸腾传热的实验研究（论文参考文献）
- [1]铝平面微观结构化处理及石墨烯纳米流体沸腾传热特性研究[D]. 王高辉. 广西大学, 2021(12)
- [2]内燃机活塞冷却油腔壁面微米结构改性强化往复振荡冲击换热的模拟实验研究[D]. 邢志远. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]冲击射流驻点瞬态传热机理的数值仿真及试验研究[D]. 王翼鹏. 四川大学, 2021
- [4]射流冲击换热的强化方法及其在玻璃化保存中的应用研究[D]. 冷顺. 电子科技大学, 2021(01)
- [5]歧管式微通道内气液流动沸腾换热的数值模拟与实验研究[D]. 骆洋. 浙江大学, 2021(01)
- [6]矩阵排布式喷嘴层流冷却实验研究与数值模拟[D]. 何鑫. 安徽工业大学, 2020(07)
- [7]气雾射流对周期性换热的影响与研究[D]. 史学伟. 内蒙古科技大学, 2020(12)
- [8]固壁面上激光诱导双空泡脉动瞬态特性研究[D]. 吴轲. 江苏大学, 2020
- [9]采用汽液相分布调控强化沸腾换热研究[D]. 于俊杰. 华北电力大学(北京), 2020
- [10]闪蒸喷雾冷却流动换热特性数值研究[D]. 颜红燕. 南京航空航天大学, 2020(07)