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三维矩形截面通道内不同流速下的过冷流动沸腾数值探究: 2025年; 为探究微液层蒸发对于过冷流动沸腾的贡献,基于适用于方管内流动沸腾的微液层模型,考虑流固耦合传热和动态接触角的影响,采用界面捕捉方法(VOSET)对基本的三维矩形截面通道单元内过冷流动沸腾过程中壁面上附着的单气泡生长情况展开数值探究,讨论了不同入口流速下通道内单气泡生长演变的流型和壁面过热度的变化,并对其微液层分布、蒸发量和传热性能作以定量分析,以增加对微小通道沸腾传热的理解和认识,为完整流程的流动沸腾传热研究奠定基础。计算结果表明:初始气泡随着加热和流动的影响沿着壁面生长滑动,体积膨胀直至气泡直径与通道截面尺寸相当后形成延长气泡,最终流出通道,气泡与壁面之间的微液层蒸发作用为气泡的生长和传热贡献了很大的作用,尤其在形成延长气泡后,蒸发热流占比最高可达近80%,直接影响着局部壁面过热度和对流传热系数的大小;增大流速后,同一时刻气泡生长的更快,但气泡在通道内的停留时间缩短,使得微液层蒸发发挥作用的时间缩短,总体上的平均对流传热系数随流速增加而减小。; 靳姝琦陈宇杰凌空陶文铨; 关键词：流动沸腾传热微液层模型

开放型微通道内低表面张力工质SF-33过冷流动沸腾换热: 2025年; 为满足环保要求并提高微通道热沉的流动沸腾换热能力,本文选用一种新型的环境友好型低表面张力工质SF-33进行流动沸腾换热研究,设计并制备了在通道顶部与盖板底部间具有开放间隙的大尺寸微通道热沉,搭建了流动沸腾换热实验平台,探究SF-33在不同入口温度、质量流速下的过冷沸腾换热特性及压降特性,并基于可视化结果分析流型转变对换热的影响。结果发现,在本文工况范围内出现了4种流型,包括泡状流、弹状流、气弹-局部搅混流及气弹-局部分层流,开放结构以及较大的流通空间影响了微通道热沉内的流型布局。随着热流密度及出口干度的增加,微通道的换热系数及压降均随热流密度的增加而逐渐增大。降低工质入口温度,能够延缓临界热流密度(CHF)的发生,同时减小进出口压降。并且发现在不同质量流速条件下,随着热流密度增加,进出口压降的变化趋势存在显著差异。; 银了飞杨钟琳张坷昕张志强党超; 关键词：换热

花瓣形燃料元件过冷流动沸腾汽泡行为研究: 核能是一种安全、清洁、高效的能源,是构建可持续能源体系的重要支柱之一。核反应堆发展的一个关键方向是开发长寿命、高燃耗的新型燃料元件。花瓣形燃料棒作为一种新型燃料元件,在提高核反应堆热工水力性能方面具有显著优势,然而其沸腾...; 叶宝晨; 关键词：汽泡行为过冷流动沸腾

高热流密度下微纳表面过冷流动沸腾传热特性: 2024年; 微纳结构表面的强化传热技术在高热流密度的电子设备和托卡马克偏滤器等冷却系统中有很大的应用潜能。微纳表面过冷流动沸腾传热过程复杂,其传热特性的影响因素及其影响机制尚不明确,因此限制了微纳表面的广泛应用。针对这一问题,对3种不同结构的微纳表面开展了水的过冷流动沸腾实验研究,实验条件如下:压力为0.5MPa、1MPa与1.5MPa,流速为1m/s、3m/s与5m/s,入口过冷度为303K、313K与323K,热流密度为3.4MW/m^(2)~13.1MW/m^(2)。基于实验得到的530组过冷流动沸腾传热实验数据,评估了现有文献中的25个流动沸腾传热系数经验关系式,表现最好的公式是Kutateladz公式,其平均绝对误差为22.2%。评估结果可为微纳表面强化传热技术在冷却系统中的应用提供参考。; 黄桓淳黄生洪周展如; 关键词：过冷流动沸腾传热系数

3×3花瓣形燃料棒-冷却剂耦合作用下子通道内过冷流动沸腾特性数值研究: 2024年; 为推动花瓣形燃料棒在水冷堆中的工程应用,必须了解冷却剂在花瓣形燃料棒束子通道内过冷流动沸腾特性。为此,本研究采用欧拉两流体模型和壁面沸腾模型,开展了3×3花瓣形燃料棒-冷却剂耦合作用下过冷流动沸腾数值研究。利用模拟结果探究不同子通道内空泡份额、壁面温度、横向流速等参数分布,以及均匀加热方式与轴向余弦加热方式对流动与换热的影响。结果表明,角燃料棒上最先出现过冷沸腾,随着加热功率增加,角、边、中心燃料棒上的过冷沸腾起始点(ONB)位置不均匀性减小;在相同加热条件下,角燃料棒上ONB处壁面过热度最大,其次是边燃料棒,中心燃料棒最小;燃料棒内凹弧处表面热流密度大于外凸弧处。总加热量一定的条件下,余弦加热和均匀加热相比,其壁面分布不均匀性降低。; 杜利鹏宋尚典蔡伟华蒋泽平程琦张文超张文超; 关键词：小型反应堆过冷沸腾

花瓣形燃料棒过冷流动沸腾汽泡脱离特性研究: “双碳”战略的实施促进了核能等清洁能源的发展。小型核反应堆等技术的突破是核能发展的主要方向。花瓣形燃料棒通过结构优化提升核反应堆性能，其应用是开发小型堆的重要手段。　　本文采用数值模拟和机理模型方法对花瓣形燃料棒组件棒束...; 杨光; 关键词：核反应堆过冷流动沸腾

海洋条件下堆芯内过冷流动沸腾过程的数值研究: 海上浮动核电站的设计和运行需要考虑海洋环境对堆芯中热工水力参数瞬态特性的影响，其设计准则和运行规程不能沿用陆基核电站的标准。在海洋条件下，由于受到摇摆运动引起的惯性力的影响，堆芯内的两相流动现象、汽泡发生和演变机制以及沸...; 李亚如; 关键词：过冷流动沸腾摇摆运动数值模拟

偏滤器微纳表面冷却通道的过冷流动沸腾数值模拟: 2023年; 为模拟偏滤器水冷模块微纳米结构化表面的传热特性,结合微纳表面可视化微观观察实验数据,在现有气泡参数模型的基础上,对接触角、气泡脱离直径、气泡脱离频率、汽化核心密度等参数模型进行修改,提出可模拟微纳表面过冷流动沸腾传热效果的计算模型。用该模型对压力为4MPa、速度为10m·s^(-1)、进口温度为423K的偏滤器水冷结构中的过冷流动沸腾进行计算,得到常规水冷通道与微纳表面水冷通道各结构的温度与气相体积分布。计算结果表明,微纳表面的平均传热系数提高约一倍;在无氧铜与铬锆铜的许用温度范围内,微纳表面通道偏滤器承受的稳态热流密度可达14MW·m^(-2)。; 刘晋周展如黄生洪叶民友; 关键词：过冷流动沸腾偏滤器数值模拟

表面粗糙度对矩形通道内过冷流动沸腾传热特性影响研究: 矩形通道具有结构紧凑、换热面积大、换热效率高等优点,广泛应用于核动力系统、微电子系统以及航空航天系统,在目前的先进反应堆设计中,允许堆芯出口存在一定程度的过冷沸腾,可以提高系统的安全裕度以及降低系统噪声。但由于矩形通道的...; 李堂钰; 关键词：表面粗糙度过冷沸腾传热特性

微小通道内过冷流动沸腾阻力特性实验及预测研究: 2023年; 实验探究了微小圆管内(内径1 mm)过冷水流动沸腾的阻力特性,参数范围:热通量4.0~5.6 MW/m^(2),压力3.0~5.0 MPa,质量流速2000~4200 kg/(m^(2)‧s),进口热力学干度-0.50~-0.10。获取了质量流速、压力、热通量等参数对过冷沸腾阻力的影响,并重点关注其预测方法。将测试数据与典型阻力关联式对比,结果表明,由于高热流、微通道等特殊因素,导致大部分阻力关联式的预测精度不够理想。为更准确预测高热流过冷沸腾阻力,基于LeakyReLU函数,建立了遗传算法优化的极限学习机模型(GA-ELM),其预测精度优于传统关联式(平均绝对误差为2.0%),且泛化性良好。研究工作可为微小尺度流动换热系统设计优化提供支撑。; 郑书闽郭鹏程颜建国王帅李文博周淇; 关键词：过冷沸腾两相流遗传算法极限学习机

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