- 1、本文档共7页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
竖直通道内附壁气泡的受力分析 管鹏
中国工程热物理学会 传热传质学
学术会议论文 编号:113287
竖直通道内附壁气泡的受力分析
管鹏 贾力 银了飞 王硕 胡东旭
(北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京 ,100044)
Tel,E-mail:ljia@bjtu.edu.cnbjtu.edu.cn
摘要:通过实验方法,采用高速摄影仪观察了环形通道内,竖直加热壁面上气泡的存在和运动状态,记录了气泡前、后接触角,倾斜角及气泡脱离直径随气泡附壁直径的变化情况。结合附壁单气泡的受力分析,分析了作用在气泡上的各作用力随气泡附壁直径的变化规律,研究结果显示:同等工况下,气泡附壁直径越大,对应的脱离直径越大,这一点与可视化实验观察结果一致。
关键词:竖直壁面;气泡附壁直径;气泡受力分析,脱离直径
0 前言
沸腾作为以一种高效传热方式在当今工业领域得到了广泛应用。因为沸腾过程中伴随着气泡的产生和运动,而气泡的这种生长和运动对沸腾过程中的传热和流动产生了非常大的影响,使得对气泡动力学的研究得到了越来越多的关注。气泡动力学主要研究气泡在液体中长大和运动的规律,对于存在加热壁面的情况,则需要研究气泡在加热壁面上的成长和脱离的规律和条件。气泡的生长过程也是作用在气泡上的各种作用力不断发生变化的过程,而气泡的脱离,则是气泡的受力平衡被打破的结果。因此,对气泡进行受力分析是描述和预测气泡生长和运动的重要手段,也是气泡动力学研究的重要内容。
许多研究者也对此展开研究,Mei和Klausner等[1,2] 对作用在球形气泡上的切升力(Shear lift force)和不稳定力(Unsteady force)分别进行了理论分析,给出了切升力和不稳定力的数学描述。随后,Mei和Klausner等[3]在水平放置,截面尺寸为25mm×25mm的方形通道内进行了沸腾可视化实验,提出了关于附壁单气泡受力模型,并通过此模型预测出了气泡的脱离直径,与实验数据吻合较好。但Van Helden等[4]通过对垂直放置,截面尺寸为20mm×20mm的方形通道内人工核化点进行沸腾过程的可视化实验,结合理论分析结果对Mei和Klausner等[3]所给出的受力模型预测气泡脱离直径的方法提出质疑,给出了不同观点。近期,Zu和Yan等[5]利用FLUENT中的VOF模型对微小通道中气泡的生长和脱离进行了数值研究,描述了气泡的脱离过程,得到了汽液界面上的压力分布。Nam和Aktinol等[6]对超亲水表面上的人工核化点进行了实验和数值研究,得到了气泡界面上的温度分布和速度分布,以及气泡上的各作用力随时间的变化规律。
通过对相关文献的分析和总结,发现气泡的附壁直径(气泡与壁面接触面的直径)是分析气泡受力,生长和脱离的重要参数,也有相关文献[7]涉及到这方面的研究。因为作用在气泡上的表面张力,因水压而引起的作用力等的计算都涉及到气泡附壁直径,本文通过对垂直壁面上的气泡的生长和脱离过程进行了可视化实验,结合理论分析,得到了气泡上的各作用力随气泡附壁直径的变化规律,研究结果显示:同等工况下,气泡附壁直径越大,对应的脱离
直径越大,这一点与可视化实验观察结果一致。
国家自然科学基金项目:(No.
1 实验系统
1.1 实验装置及实验过程
实验系统如图1所示。以高压氮气驱动储液罐中经除气处理的去离子水在实验回路中流动,工质由储液罐出口流经过滤器、质量流量计进入实验段。实验段是由一根外径为16mm,加热管长度为400mm的不锈钢电加热管和与其同心的内边长为34mm的方形不锈钢管组成,不锈钢管两个相邻的侧面分别开有长度为200mm 宽度为30mm的石英玻璃视窗,实验段竖直放置,流体自下而上流过实验段,高速摄影系统透过石英玻璃视窗,记录加热壁面上气泡的生长和运动状况。实验段截面图如图2。工质经实验段加热后进入冷凝器冷却后进入液体收集容器,经电子秤称重得出平均质量流量。瞬时质量流量则由上游的科氏质量流量计测得。
图1.实验系统图
本实验研究范围只要集中在低流速和低热流密度的情况下,相关室验参数为,压力:0.1MPa;质量流速:15 kg/(m2·s) ~ 60 kg/(m2·s);热流密度:12.5kw/m2 ~ 120.4kw/m2;入口温度:60~90摄氏度。
质量流量计(DMF-1-3)测量误差为0.2%,压力传感器误差:0.1% ,热电偶测量误差:±0.1K。
图2.实验段截面图
1.2 实验步骤及数据处理方法
实
您可能关注的文档
- 硒化反应的研究.doc
- 硕士研究生论文选题、开题报告与毕业论文写作的技巧、方法与要求.ppt
- 硕士学位论文 我国农产品批发市场发展模式研究.doc
- 硕士研究生答辩表5.doc
- 硕士论文中期检查PPT.ppt
- 破岩提高速度技术.ppt
- 硫酸渣复合球团还原焙烧法制备高品位磁铁精矿1.doc
- 硫酸氨基葡萄糖ppt - PowerPoint Template.ppt
- 硫化氢油田污染防治技术研究与应用.ppt
- 硬件网络系统集成建设设计方案.doc
- 护理学相关知识复习测试卷共三套.doc
- 护理学相关知识复习试题含答案(3套).doc
- 2025届高考语文复习:补写句子 课件.pptx
- 气压带和风带对气候的影响(第1课时)(教学设计).docx
- 气压带和风带对气候影响教学设计2024-2025学年高中地理人教版(2019)选择性必修1.docx
- 《故都的秋》课件 2024-2025学年统编版高中语文必修上册.pptx
- 《屈原列传》课件 2024-2025学年统编版高中语文选择性必修中册.pptx
- 《巫溪家乡文化》课件-2024-2025学年高一语文同步备课课件(统编版必修上册).pptx
- 《苏武传》课件 2023-2024学年统编版高中语文选择性必修中册.pptx
- 郑州中控ZKTime8.3 WEB考勤软件培训文档.pptx
最近下载
- 第20课 走进大自然(课件)-2024冀美版美术二年级上册.pptx
- 05系列建筑标准设计05N6图集.pptx
- Module 3(复习课件)五年级英语上册(外研版三起).pptx
- 中亚(48张ppt).ppt
- EPS7100工业以太网交换机安装说明书V1.01.pdf VIP
- 《中国工程企业海外合规经营与风险防范》微解.ppt
- 2024年国家开放大学《形势与政策》大作业:中华民族现代文明有哪些鲜明特质?建设中华民族现代文明的路径是什么?[附4份答案]供参考.docx
- 洒水车租赁协议书(标准版).docx VIP
- 3119005234赖宇轩《路由与交换技术》实训课实验报告2022 (2).docx VIP
- 基于决策树的可疑交易账户预警模型.pdf VIP
文档评论(0)