波纹结构换热壁面对微细通道流动沸腾不稳定性的影响

摘要

为了研究波纹结构换热壁面对微细通道流动沸腾不稳定性的影响,设计安装微细通道流动沸腾不稳定性实验平台,加工制造了3个具有不同波纹结构换热壁面的微细通道,并进行关于换热介质R141b的相变沸腾换热实验。实验主要研究了热流密度、质量通量等变量对3个微细通道相变沸腾换热时进出口总压降波动的影响以及各个微细通道的总压降标准差的变化。结果表明:进出口总压降波动主要受到换热壁面波纹结构、热流密度和质量通量的影响,相同情况下,三角形波纹结构微细通道的总压降波动方差最大,是波动方差最小的普通光滑微细通道的1.37~1.45倍;质量通量的减小和热流密度的增大都会引起系统不稳定性增强;不同波纹结构微细通道导致压降波动方差不同的原因是波纹结构一方面增大对换热介质的加热面积,另一方面也增大了对换热介质的扰动。加热面积的增大增加了换热气泡的生成数量,波纹结构对换热介质的扰动加快了不同相的换热介质的能量传递速度。