445-微通道气液两相流流型研究进展.pdfVIP

微通道气液两相流流型研究进展 罗圆 1,2 李明 1,2 徐明 3 姚慧珍 2 （1-吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，长春 130025； 2-吉林大学汽车工程学院，长春 130025 3-一汽轿车股份有限公司，吉林长春 130012） 摘 要：对微通道内的气液两相流流型及传质特性进行了综述。在微通道内流型一般分 为泡状流、弹状流、环状流和泡状-弹状流、弹状－环状流等。从实验、数值仿真和以及流 型的传热特性 3 个方面对微通道内气液两相流的研究和应用前景进行了展望。 关键词：微通道；气液两相流；流型；传热 Research progress of vapor-liquid two-phase flow patterns in microchannels 1,2 1,2 3 2 Yuan Luo , Ming Li Ming Xu , Huizhen Yao 1. Sate Key Laboratory of Automotive Simulation and Control, Jilin University, Changchun 130025, China; 2. College of Automotive Engineering, Jilin University, Changchun 130025, China; 3. Faw Car Co., Ltd, Changchun 130012, China. Abstract: The flow patterns and heat transfer characteristics of vapor-liquid two-phase flow in microchannels are reviewed. Flow patterns in microchannels are generally classified into bubble flow, slug flow, annular flow, bubble-slug flow, and slug-annular flow. The research and application of vapor-liquid two-phase flow in microchannels are prospected from three aspects of experiment, numerical simulation and heat transfer characteristics of flow pattern. Keywords: microchannels; vapor-liquid two-phase flow; flow pattern; heat transfer 0 引言 随着 MEMS 技术的不断进步，微小型化成为当今科技发展的重要方向；集成度的不断提 高使得 IC 芯片的热流密度急剧增大。较高的温度逐渐限制了大功率器件功率的输出。为了 满足有限空间内高效冷却的要求，微通道流动沸腾换热技术则应运而生。由于微通道可以极 大地增大与冷却液的接触面积，可以使热量更快的传导至冷却液，保证热量能及时被制冷液 带走，所以微通道对换热具有明显的强化作用，加热面所需的过热度较低。流动沸腾是指冷 却液在散热器中流动的过程中吸收热量温度升高，达到局部饱和温度发生相变，利用相变潜 热可以带走极大的热量。微通道流动沸腾技术将沸腾传热特性和微尺度效应结合，不仅可以 充分利用微小通道的强化传热作用以及工质流动沸腾过程中的高热量传递能力，同时又可以 保持冷却液温度稳定，可以在增大系统换热量的同时又不显著提高系统运行温度，保障系统 稳定运行 [1-4] 。然而流动过程中气液相剪切力、表面张力、重力、惯性力在流动沸腾过程中 的影响已经发生了重大的变化，其直接导致在微通道中两相流流型规律的改变，进而影响流 动沸腾过程的换热特性及压降特性 [5] 。微通道流动沸腾中的两相流流型与常规通道中有着本 基金项目：国家自然科学基金项目） 第一