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微通道流动沸腾传热的数值模拟与机理研究
目录
一、内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.3研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
1.4研究方法与技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
1.5论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
二、微通道流动沸腾传热基础理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.1微通道流动沸腾传热基本概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
2.2流动沸腾传热机理分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
2.3相变过程传热特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
2.4影响传热的因素分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
2.5微尺度效应与宏观尺度差异．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
三、数值模拟方法建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
3.1数值模拟基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
3.2控制方程与边界条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
3.3求解算法选择与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
3.4网格划分与离散化处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
3.5物理模型构建与验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
四、微通道内流动沸腾的数值模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39
4.1模型几何参数设定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41
4.2工作流体的热物性选取．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
4.3不稳定工况下的沸腾模拟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
4.4不同入口条件下的热工特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
4.5传热系数变化规律分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53
五、流动沸腾传热机理深入探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
5.1核态沸腾现象观测与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57
5.2两相流场演化规律研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62
5.3蒸汽泡生长与脱离模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64
5.4壁面温度波动特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65
5.5对流沸腾与核态沸腾相互作用机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68
六、影响因素与强化传热研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69
6.1加热方式对换热性能影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73
6.2入口流量变化下的热工响应．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74
6.3微结构设计对沸腾性能提升．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．77
6.4蒸汽空间占比调节机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．80
6.5热边界层发展与传热强化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81
七、实验验证与结果对比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．83
7.1实验装置设计与搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．84
7.2测量方案与仪表校准．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
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