過冷流動沸騰廣泛存在于船舶動力、核能安全以及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域,自然循環(huán)、微通道、海洋等非常規(guī)條件對其換熱效率具有顯著的影響。為能深入揭示搖擺運動、自然循環(huán)以及窄通道條件下的沸騰換熱影響機理,利用可視化技術(shù)開展了搖擺對窄通道內(nèi)自然循環(huán)條件下氣泡行為影響研究。實驗段是窄矩形單面加熱可視化通道,實驗工質(zhì)為取離子水,采用高速攝影儀獲取通道內(nèi)過冷沸騰氣泡圖像。對氣泡圖像經(jīng)過一系列數(shù)字化處理,獲得氣泡特征參數(shù)。實驗中系統(tǒng)壓力維持在0.2 MPa,熱流密度范圍為100~300 kW/m2,入口過冷度范圍20~60K。豎直靜止條件下進行了單汽泡行為和氣泡群行為研究。通道內(nèi)存在兩類不同的氣泡:快速生長冷凝氣泡和緩慢生長滑移氣泡。針對不同類型的氣泡分別討論氣泡生長過程中直徑、接觸直徑以及速度的變化規(guī)律,分析了氣泡直徑和氣泡速度之間的關(guān)系,并驗證已有氣泡生長模型的適用性。對氣泡群直徑和速度統(tǒng)計分析后發(fā)現(xiàn),氣泡直徑分布符合對數(shù)正態(tài)分布,氣泡速度分布符合正態(tài)分布。分析了熱工參數(shù)變化對氣泡平均直徑、氣泡平均速度和氣泡密度的影響�；跉馀葜睆街饕绊懸蛩�,擬合得到氣泡平均直徑計算模型。明確了氣泡直徑和主流速度對氣泡速度的影響機制,氣泡運動過程中速度與形心當?shù)亓黧w速度相等。為探索穩(wěn)態(tài)條件下自然循環(huán)氣泡特征,開展相同熱工參數(shù)條件下強迫循環(huán)實驗,并對兩種循環(huán)方式下氣泡行為進行對比。搖擺對氣泡行為的影響研究建立在豎直穩(wěn)態(tài)氣泡特性基礎(chǔ)上。開展了不同搖擺參數(shù)條件下實驗研究,給出了熱工參數(shù)、氣泡直徑、氣泡速度和氣泡密度隨搖擺的變化規(guī)律。對氣泡進行了受力分析,討論了力場改變對氣泡行為的影響。搖擺對氣泡直徑的影響機制與穩(wěn)態(tài)條件下相同,穩(wěn)態(tài)條件下得到的氣泡直徑計算關(guān)系式適用于搖擺條件下氣泡直徑計算。搖擺對氣泡速度的影響主要通過引起流量的波動實現(xiàn),氣泡速度和形心當?shù)匾合嗨俣认嗟?搖擺引入的附加力對氣泡速度的影響可忽略。搖擺引起的氣泡密度的波動幅值大于氣泡直徑和氣泡速度的波動幅值。相同搖擺工況下,自然循環(huán)條件下參數(shù)波動幅度遠大于強迫循環(huán)條件下氣泡參數(shù)波動幅度。
【學位單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TL33
【部分圖文】：

豎直向上流動氣泡受力目前許多學者對計算表達式進行了一系列研究，基本確定氣泡所受主要力的表達形

分別為實驗回路，搖擺臺，可視化系統(tǒng)，如圖 2.1 所示。圖 2.1 實驗裝置示意圖2.1.1 實驗回路由圖 2.1 可知，實驗回路由兩部分組成，主實驗回路以及冷卻回路。主實驗回路整體布置在搖擺臺平面上，隨搖擺臺平面一起運動，主實驗回路與冷卻回路通過軟管連接。主實驗回路為立式自然循環(huán)回路，主要包括預熱器，實驗段，冷凝器，穩(wěn)壓器，實

實驗段橫截面圖

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐建軍;謝添舟;卓文彬;陳炳德;黃彥平;;窄縫通道內(nèi)汽泡界面參數(shù)對脫離直徑預測的影響[J];核動力工程;2014年05期

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3 謝添舟;陳炳德;閆曉;徐建軍;黃彥平;肖澤軍;;搖擺條件下矩形窄縫通道內(nèi)汽泡脫離直徑模型構(gòu)建及分析[J];原子能科學技術(shù);2014年05期

4 謝添舟;陳炳德;閆曉;徐建軍;黃彥平;肖澤軍;;搖擺條件下矩形窄縫通道內(nèi)汽泡脫離直徑實驗研究[J];原子能科學技術(shù);2014年04期

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10 洪鋼;閆曉;李巖;肖澤軍;黃彥平;;矩形窄縫通道內(nèi)滑移汽泡直徑沿軸向分布特性實驗研究[J];核動力工程;2012年S1期

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 李少丹;海洋條件下局部汽泡行為及沸騰換熱特性研究[D];哈爾濱工程大學;2015年

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相關(guān)碩士學位論文 前3條

1 許超;自然循環(huán)條件下的氣泡行為研究[D];哈爾濱工程大學;2010年

2 王成章;搖擺對豎直管過冷沸騰氣泡脫離點影響的研究[D];哈爾濱工程大學;2008年

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本文編號：2808551