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DMLS微型换热器内纳米粒子浓度对Al_2O_3/R141b流动沸腾压降的影响被引量：1: 2016年; 为探究纳米粒子浓度对纳米流体制冷剂在微细通道中流动沸腾气液两相压降影响,运用超声波振动法制备质量分数为0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%均匀、稳定的Al2O3/R141b纳米流体制冷剂,在直接激光烧结（DMLS）微型换热器中,设计系统压力为176 k Pa,纳米流体制冷剂入口温度为40℃,在热通量21.2-38.2 k W·m-2和质量流率183.13-457.83 kg·m-2·s-1工况下,研究纳米粒子浓度对Al2O3/R141b纳米流体制冷剂流动沸腾气液两相压降影响。研究结果表明：纳米粒子浓度对纳米流体制冷剂在微细通道中流动沸腾气液两相压降有显著影响,气液两相压降随纳米流体制冷剂的纳米粒子浓度增加而减少,在纯制冷剂中R141b加入纳米粒子Al2O3,不同质量分数的纳米流体制冷剂流动沸腾气液两相压降降低5.5%-32.6%;通过SEM和表面静态接触角测试方法,发现纳米流体制冷剂沸腾气液两相压降随质量分数增加而减少的原因是纳米颗粒沉积在通道表面,增加了微通道表面的润湿性;对比国际上3种比较经典流动沸腾两相压降模型,并基于Qu-Mudawar关联式和Zhang关联式进行修正,得出两相压降结果的85%数据点位于修正后的关联式模型值的±15%范围之内,同时实验结果与修正后的模型结果偏差MAE值为11.7%,说明修正后关联式能有效预测本工况下实验值。; 周建阳罗小平谢鸣宇邓聪; 关键词：微通道气液两相压降

微槽道纳米流体饱和沸腾CHF特性研究被引量：4: 2013年; 以水和三种不同质量分数(0.2%、0.5%和1.0%)的Al2O3纳米流体作为实验工质,在三种不同尺寸微槽道中进行饱和沸腾传热实验,研究沸腾传热过程中临界热流密度(Critical Heat Flux,简称CHF)的变化特性。主要分析了微通道水力半径、纳米流体浓度、进口过冷度和临界热力学干度等因素对CHF的影响。实验结果发现:在水力半径较小的槽道内CHF发生得比较早;CHF随纳米流体浓度的增大而增大;CHF随进口过冷度增大有细微增大的趋势;CHF随临界热力学干度的增大而减小。文中还将实验结果与现有的、工况条件与本实验相近的理论模型进行了拟合比较,发现理论模型能较好预测本实验。; 张瑞达罗小平王维; 关键词：微槽道纳米流体临界热流密度

粗糙度对微通道内两相流摩擦压降的影响被引量：4: 2015年; 以去离子水和质量分数为0.3%的水基Al_2O_3纳米流体为工质,对水力直径为1 241μm的矩形微通道内流动沸腾过程进行研究。为了探究微通道壁面粗糙度对两相流摩擦压降的影响情况,运用化学抛光处理手段来改变壁面粗糙度。研究结果表明:实验工况相同时,两相流摩擦压降随着微通道壁面粗糙度的增大而增大;纳米流体为工质时两相流摩擦压降高于去离子水为工质时两相流摩擦压降,高热流密度下更为差异明显;将实验值分别与3种分相模型的预测值对比来验证现有压降模型的准确性,结果偏差较大,而且壁面越粗糙预测效果越差。现有的压降计算模型需要进一步完善以增强其普适性。; 刘波罗小平王二利; 关键词：矩形微通道粗糙度

铝基矩形微通道表面能的实验研究: 2017年; 换热材料的表面特性对换热性能有较大的影响,低表面能特性对材料的强化传热有很好的提升作用。文中采用JY-82A视频接触角测定仪测量去离子水、乙二醇、甲酰胺3种不同测试液在铝基矩形微通道内侧表面及外表面所形成的接触角,基于Thomas Young理论计算不同基准液在铝基矩形微通道内侧表面及外表面的表面能,为后序研究制冷剂在微通道内的沸腾传热提供理论依据。实验研究得出:铝基矩形微通道内侧表面能在5.6×10~6—6.6×10~6J/m^2之间,外表面表面能为11.2×10~6J/m^2,通过线切割加工的铝基微通道内侧表面的表面能比外表面的表面能低45.8%;铝基矩形微通道的表面能属于低表面能范畴,有利于制冷剂的强化传热。; 周建阳罗小平邓聪谢鸣宇涂华营; 关键词：接触角表面能

微细通道纳米制冷剂流动沸腾阻力特性被引量：2: 2016年; 分别以质量分数为0.2%、0.5%和0.8%的Al2O3-R141b纳米制冷剂和纯制冷剂R141b为工质,在水力直径为1333μm的矩形微细通道内进行了流动沸腾实验,分析了纳米颗粒浓度对工质两相摩擦压降的影响,对比了实验前后换热壁面的表面能。研究结果表明:实验工况相同时,质量分数为0.2%、0.5%和0.8%的纳米制冷剂的两相摩擦压降均比纯制冷剂低,降低的最大幅度分别约为11.6%、14.8%和19.2%;实验后纳米颗粒在换热壁面附着,使壁面表面能增大,质量分数为0.2%、0.5%和0.8%的纳米制冷剂实验后换热壁面表面能比实验前分别增大了1.26倍、1.44倍和1.91倍,减小了换热表面的粗糙度和提高其润湿性,使得工质两相摩擦压降减小;根据实验值与模型预测值的对比情况,对Qu-Mudawar模型进行修正,拟合得到的关联式能很好预测实验值,平均绝对误差为9.78%。; 罗小平张霖刘波; 关键词：微细通道纳米制冷剂表面能

微细通道内纳米制冷剂的流动沸腾传热特性被引量：1: 2016年; 分别以0、0.031%、0.062%、0.155%、0.248%浓度的Al_2O_3-R141b纳米制冷剂为工质,在水力直径为1.33 mm的矩形铝基微细通道内进行了流动沸腾实验,研究了不同浓度纳米制冷剂实验后槽道表面能的变化情况.结果表明:加入少量纳米颗粒后,壁面形成大量的活化核心,使得沸腾起始点ONB提前,强化了传热;浓度为0.062%纳米制冷剂的强化传热效果最好,传热系数比纯制冷剂最大可提高48.1%;当纳米颗粒浓度超过最佳浓度而继续增大时,颗粒在表面沉积现象越来越严重,使槽道表面能增大,换热热阻也随之增大,强化传热效果反而依次降低.浓度为0.031%、0.062%、0.155%、0.248%纳米制冷剂实验后的槽道表面能,比槽道原始表面能分别增长了0.47、1.39、1.89、2.14倍.; 罗小平吴迪冯振飞涂华营; 关键词：微细通道纳米制冷剂强化传热表面能

微通道内R22制冷剂流动沸腾的压降特性被引量：9: 2016年; 为探讨热流密度对二相流动沸腾摩擦压降的影响,并结合可视化探究改变热流密度时产生压降不稳定现象的机理,文章以R22制冷剂为实验工质,在截面尺寸高×宽分别为2.0 mm×2.0 mm,2.0 mm×1.0 mm和2.0 mm×0.6 mm 3种不同矩形微通道中,进行二相沸腾传热实验。实验表明:此实验条件下,R22制冷剂在微通道内进行二相沸腾传热时,二相摩擦压降是产生压降的主要因素;二相摩擦压降随热流密度的增加而增大,而且低热流密度下增幅较快,当热流密度增加到一定程度后,二相摩擦压降增加趋势变缓;在质量通量为253.2 kg/(m2·s)的条件下,热流密度从4.5 k W/m2增加到18.1 k W/m2时,流体流型经历了局部干涸再润湿的周期性变化,这种变化过程中压降波动较大。; 谢鸣宇罗小平胡丽琴; 关键词：微通道热流密度

新型铝叠片油冷却器的结构及传热性能研究被引量：3: 2014年; 对三种不同结构的新型弓形折流板铝叠片油冷却器的传热和流阻进行研究,并与螺纹管弓形折流板油冷却器进行对比,结果表明:铝叠片油冷却器换热效果明显优于螺纹管油冷却器,且铝叠片油冷却器生产成本低、质量轻、结构紧凑。对弓形折流板铝叠片油冷却器分析中可得:油冷却器的壳程压降随着折流板间距和铝叠片间距的增大而降低。折流板间距为130mm铝叠片间距为2.0mm的2号油冷却器综合性能更佳,3号单位体积换热量大其结构更紧凑、经济性好。; 李欢罗小平; 关键词：油冷却器弓形折流板传热压降

铝基微通道内纳米流体饱和沸腾及可视化研究被引量：5: 2015年; 分别以去离子水及质量分数为0.3%,0.6%和0.9%Al2O3纳米流体为工质,在截面宽×高为0.3 mm×2.0 mm矩形铝基微通道内进行沸腾换热实验,并利用高速摄像仪进行可视化研究,分析热流密度、雷诺数、壁面粗糙度对流体传热系数的影响,探究流体流型变化与气泡生长规律。研究结果表明:纳米流体与去离子水的饱和沸腾传热系数随热流密度的增加而快速增大,努塞尔数Nu随雷诺数Re增大而增大但增幅不同,质量分数为0.3%,0.6%和0.9%的3种纳米流体的Nu比去离子水的Nu分别提高约8%,13%和16%;在相同热流密度及质量流速条件下,纳米流体与去离子水的传热系数均随传热壁面粗糙度的增加而增大;流体流型的变化呈现周期性,增大热流密度,可缩短气泡生长周期,泡状流比例增加。; 罗小平涂华营邓君; 关键词：微通道纳米流体传热系数粗糙度可视化

矩形微通道内制冷剂流动沸腾传热特性及可视化研究被引量：8: 2015年; 为了探究微通道内流动沸腾及传热现象的机理,以制冷剂R22为工质在矩形微通道内进行了流动沸腾及可视化实验。结果表明,在核态沸腾下传热系数受质量流率的影响较小,却随着热流密度的增加而快速增加;微通道的尺寸越小,传热效果越好,水力直径为0.92 mm和1.33 mm微通道内的传热系数比2 mm微通道内的传热系数分别提高约25%、12%;根据实验值与预测值的对比情况,在Oh H K等[15]和Yun R等[7]模型基础上拟合得到新的传热系数预测关联式,平均绝对误差降至8.8%;通过可视化实验发现,在临界热流密度下微通道内出现波浪式气体层的现象。; 邓聪罗小平冯振飞张瑞达; 关键词：矩形微通道可视化

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国家自然科学基金(21276090)

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