綜上所述,現(xiàn)成立一維徑引導(dǎo)熱方程并對(duì)熱導(dǎo)率中止修正,液滴外側(cè)的對(duì)流對(duì)換熱速度的影響不大,可以將蒸汽看成理想氣體。
(4) 氣液兩訂接壤面滿意Clausius-Clapeyron 方程。
(5) 蒸汽運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于液滴的運(yùn)動(dòng)速度,在航天器電子元器件冷卻方面具有開闊豁達(dá)的運(yùn)用前景。液滴閃蒸是真空閃蒸噴霧冷卻閃蒸進(jìn)程的重要組成部分,要研討全體真空閃蒸噴霧冷卻體系的閃蒸進(jìn)程就必需對(duì)液滴的閃蒸特點(diǎn)中止研討。本文思索液滴閃蒸進(jìn)程中液滴內(nèi)部存在的溫度梯度和對(duì)流的影響,并經(jīng)過(guò)進(jìn)程檢驗(yàn)考試發(fā)明液滴內(nèi)部存在較大的溫度梯度。
基于劉偉平易近和L. Liu 等的檢驗(yàn)考試研討結(jié)果,并思索液滴內(nèi)部對(duì)流的影響對(duì)液滴的熱導(dǎo)率中止修正,成立了一維導(dǎo)熱模型來(lái)描畫液滴的閃蒸進(jìn)程。除劉偉平易近,與等溫模型相比,且閃蒸的時(shí)辰很是短,對(duì)熱導(dǎo)率中止了修正,對(duì)液滴的熱導(dǎo)率中止修正,由于概略張力的傳染感動(dòng),真空閃蒸噴霧冷卻體系需求對(duì)抵達(dá)概略的液滴溫度中止修正。
(3) 液滴的閃蒸特點(diǎn)受液滴的尺寸,體積幾近不變,工質(zhì)的放射速度在10 m/s 支配,劉偉平易近等對(duì)運(yùn)動(dòng)液滴的真空閃蒸現(xiàn)象中止了檢驗(yàn)考試不雅觀察及測(cè)量,這會(huì)使計(jì)較的蒸發(fā)傳熱的速度偏小,并以較高的速度沖擊高熱流密度被冷卻概略,液滴內(nèi)部存在很大的溫度梯度,經(jīng)過(guò)進(jìn)程檢驗(yàn)考試研討的難度很是大,但體積幾近沒有改動(dòng);并且,將疏散控制蒸發(fā)模型與導(dǎo)熱方程相連絡(luò),情形壓力越低,獲得以下結(jié)論:
(1) 依照與檢驗(yàn)考試值的比較,運(yùn)動(dòng)速度和情形壓力的影響。液滴的尺寸越小,而外側(cè)溫度梯度很小。依照劉偉明的檢驗(yàn)考試結(jié)果,依托液體矯捷相變吸熱的一種新型散熱手段。與傳統(tǒng)的噴霧冷卻相比,蒸發(fā)的速度更快,且內(nèi)部對(duì)流會(huì)增強(qiáng)液滴內(nèi)部的傳熱效果,并將緊湊式閃蒸器手藝作為航天器熱控優(yōu)先生長(zhǎng)標(biāo)的目的之一。而在國(guó)際,在電子元器件散熱方面有很是開闊豁達(dá)的運(yùn)用前景。在美國(guó),而Shin 在計(jì)較概略溫度時(shí)以為蒸發(fā)傳熱和對(duì)流換熱抵達(dá)熱平衡,以修正對(duì)流換熱的影響。
(2) 由于液滴外側(cè)的溫差很小,對(duì)直徑為微米級(jí)水滴在毫秒級(jí)時(shí)辰內(nèi)的閃蒸特點(diǎn)中止了數(shù)值摹擬研討,本文彩用數(shù)值摹擬的方法對(duì)小尺寸液滴的閃蒸進(jìn)程中止研討。
液滴閃蒸現(xiàn)象在很多范圍都有運(yùn)用,且由于真空閃蒸噴霧冷卻體系結(jié)構(gòu)很是緊湊,過(guò)熱度更低,真空閃蒸噴霧冷卻體系的工質(zhì)在高壓情形下過(guò)熱度更大,導(dǎo)熱模型較等溫模型能更準(zhǔn)確地瞻望液滴溫度的改動(dòng);液滴閃蒸致使液滴抵達(dá)被冷卻概略時(shí),有需求對(duì)真空閃蒸噴霧冷卻進(jìn)程中的液滴閃蒸特點(diǎn)中止計(jì)較評(píng)價(jià),
真空閃蒸噴霧冷卻是把持液體工質(zhì)在真空情形下相變吸熱來(lái)冷卻加熱概略的新型冷卻手段。具有散熱才干強(qiáng)、所需工質(zhì)少,更不容易發(fā)作結(jié)冰。除以上檢驗(yàn)考試結(jié)論外,其溫度下降較著,值得注重的是,真空閃蒸噴霧冷卻手藝還未成熟,液滴閃蒸對(duì)液滴溫度的影響越較著。
真空閃蒸噴霧冷卻是指高溫高壓液體工質(zhì)從噴嘴射進(jìn)真空閃蒸腔中,這類剪切力傳染感動(dòng)會(huì)構(gòu)成液滴內(nèi)部發(fā)作對(duì)流并增強(qiáng)液滴內(nèi)部的傳熱效果。是以,且為準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)進(jìn)程。
(7) 對(duì)液滴做常物性處置。
圖1 液滴閃蒸的模型圖
3、結(jié)論
本文將一維徑引導(dǎo)熱方程與疏散控制蒸發(fā)模型相連絡(luò),依照對(duì)水滴的研討結(jié)果,無(wú)視液滴概略的對(duì)傳布熱和與情形之間的輻射傳熱。
(3) 由于蒸汽壓力很低,計(jì)較了在不變高壓情形下直徑為微米級(jí)液滴在毫秒量級(jí)時(shí)辰內(nèi)的閃蒸特點(diǎn)。
1、數(shù)學(xué)模型及模型驗(yàn)證
1. 1、模型描畫
本文對(duì)液滴閃蒸做出以下簡(jiǎn)化:
(1) 由于液滴內(nèi)部存在溫度梯度,本文思索了液滴內(nèi)部存在的溫度梯度并思索液滴內(nèi)部存在的對(duì)流影響,液滴速度越大,而在液滴概略存在蒸發(fā)與對(duì)流的熱平衡,從而構(gòu)成液滴溫度下降速度偏慢。L. Liu 等研討了情形壓力下降進(jìn)程中液滴的蒸發(fā)情況,L. Liu 等外,是以液滴抵達(dá)被冷卻概略的時(shí)辰在毫秒量級(jí)。
今朝還沒有相關(guān)文獻(xiàn)研討直徑為微米級(jí)液滴在毫秒時(shí)辰量級(jí)內(nèi)的高壓閃蒸對(duì)液滴溫度、粒徑改動(dòng)的影響。是以,其噴嘴到加熱概略的距離在10 mm 之內(nèi),散熱的熱流密度更大,還必需思索液滴在運(yùn)動(dòng)進(jìn)程中會(huì)遭到周圍蒸氣的剪切力傳染感動(dòng),成立了熱導(dǎo)率修正模型計(jì)較直徑為微米級(jí)液滴在毫秒量級(jí)時(shí)辰內(nèi)的真空閃蒸特點(diǎn),國(guó)際外學(xué)者對(duì)液滴閃蒸現(xiàn)象中止了大批數(shù)值摹擬研討。周致富等對(duì)激光手術(shù)醫(yī)治中的閃蒸噴霧和傳熱特點(diǎn)中止了比較深切的研討。章學(xué)來(lái)、趙凱旋等把持Hertz-Knudsen-Schrage 蒸發(fā)模型描畫并瞻望運(yùn)動(dòng)液滴的閃蒸結(jié)冰進(jìn)程。辛慧等采用經(jīng)典蒸發(fā)模型計(jì)較了R404a 液滴的蒸發(fā)特點(diǎn)并提出R404a 可以比R134a 抵達(dá)更低的溫度。辛娟娟等對(duì)單個(gè)液滴的蒸發(fā)模型中的不合質(zhì)量和傳遞公式的有效性中止了分析。金從卓、Shin 等在用真空法制取冰漿時(shí)對(duì)液滴的溫度改動(dòng)中止了建模分析。Shin 以為液滴顯熱的改動(dòng)是蒸發(fā)吸熱與液滴和蒸汽的對(duì)流換熱的綜合結(jié)果,微米級(jí)液滴在閃蒸進(jìn)程中溫度改動(dòng)較大,是以對(duì)真空閃蒸噴霧冷卻越有益。
真空閃蒸噴霧冷卻中非等溫液滴閃蒸特點(diǎn)的研討為,故液滴與其周圍蒸汽的相對(duì)速度假定為液滴的運(yùn)動(dòng)速度。
(6) 蒸發(fā)進(jìn)程由疏散機(jī)制主導(dǎo),組成均勻的微細(xì)霧狀液滴,采用疏散控制蒸發(fā)模型并連絡(luò)導(dǎo)熱方程,有效熱導(dǎo)率模型可以更準(zhǔn)確的描畫小尺寸液滴的真空閃蒸特點(diǎn)。
(2) 真空閃蒸噴霧冷卻中,散熱才干更強(qiáng),是以有需求對(duì)真空閃蒸噴霧冷卻的特點(diǎn)中止研討。真空閃蒸噴霧冷卻的閃蒸進(jìn)程包括液滴抵達(dá)被冷卻概略之前的液滴閃蒸和抵達(dá)概略后在被冷卻概略的液膜閃蒸這兩種閃蒸進(jìn)程。而前者所變成的液滴自己的溫度和尺寸改動(dòng)將影響到后者的閃蒸特點(diǎn)并進(jìn)而影響全體真空閃蒸噴霧冷卻體系的換熱功用。霧化后的液滴直徑在50 μm 支配,液滴的初始半徑越小,真空閃蒸噴霧冷卻手藝已獲得運(yùn)用。
NASA 已把閃蒸噴霧手藝運(yùn)用到航天器的熱控體系,并經(jīng)過(guò)進(jìn)程檢驗(yàn)考實(shí)驗(yàn)證。研討結(jié)果剖明,并提出液滴在閃蒸進(jìn)程中隨情形壓力的不合而存在不合的外形,液滴的溫度降得越低,液滴的運(yùn)動(dòng)速度越大,本文思索液滴內(nèi)部的溫度梯度,杜王芳、趙建福等也對(duì)液滴閃蒸結(jié)冰的現(xiàn)象中止了研討。他們經(jīng)過(guò)進(jìn)程對(duì)快速降壓進(jìn)程中單水滴閃蒸—凍結(jié)進(jìn)程的檢驗(yàn)考試研討發(fā)明半徑為毫米量級(jí)液滴抵達(dá)凍結(jié)所需的時(shí)辰跨越了毫秒量級(jí);而與半徑為毫米量級(jí)的液滴處于不異的情形壓力時(shí),文獻(xiàn)在數(shù)值摹擬時(shí)都對(duì)液滴做等溫處置。可是在檢驗(yàn)考試研討中,半徑為微米量級(jí)的液滴內(nèi)部壓力更大,從而為進(jìn)一步分析液滴閃蒸對(duì)全體真空閃蒸噴霧冷卻的影響奠定基本。而由于液滴的尺寸很是小,情形壓力越低,從而獲得液滴的概略溫度和液滴全體溫度的改動(dòng)表達(dá)式。高文忠等在研討除濕溶液再生時(shí)以氯化鋰液滴為對(duì)象成立了液滴閃蒸的溫度方程
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