液氢池沸腾临界热流密度与核态沸腾换热关联式

摘要

液氢作为一种优异的燃料与冷却介质,将在未来的能源结构与科研领域扮演重要角色.以Kutateladze关联式为基础,考虑到不同压力下的适应性偏离问题,并将公式的适用范围从饱和态拓宽至过冷态,利用最新的液氢池沸腾实验数据修正氢的临界热流密度(CHF)、核态沸腾换热预测公式.对比发现修正公式具有更高的预测精度.此外,研究发现压力对氢的核态沸腾换热强度影响较小,但对其CHF具有显著影响.随着压力的升高,CHF先升高后降低.在压力为0.3MPa时,CHF达到最大(1.3×105W/m2),而当压力靠近临界压力时,CHF降低至0.3×105W/m2.本文所提出预测关联式可指导液氢换热系统的设计.