微小通道冷凝传热与流动实验系统设计开题报告

 2021-08-08 02:08

全文总字数:3148字

1. 研究目的与意义

近年来,尽管微尺度器件的商业化进程正处于发展的初期,但是其体积小和重量轻的优势正在促成新的工业应用,已经开辟了新的市场,可以预知,微尺度器件对未来经济的发展有很大的促进作用。微尺度器件的应用正处于积极的探索之中,相应的实验系统也会变得越来越复杂,因此人们对微尺度通道的传热和流动过程中的实验技术需求也与日俱增。目前对微通道中的单相流和沸腾流动实验已经有了比较深入的研究,但是对微通道中冷凝传热与流动的实验研究却相对不足。

设计合理的实验系统是为了在实验中获得用于研究微小通道冷凝传热与流动共性和特性的数据,不同的实验要求需要测量不同的变量,所以要对实验对象进行直观分类,做到一目了然,这样可以方便数据的采集以及普遍规律的发现,这样的做法对实验的时间以及实验的准确性有很大的改善,使实验系统更加人性化,方便实验的进行。

实验系统的设计和数据的采集是两个不可分割的部分,实验系统的设计对微小通道的实验数据采集有很大的影响,实验器材的选取也会很大程度的影响到数据采集的准确性,而数据的准确性对实验的结果有很大的影响,因此提升数据采集的方便性和准确性也是实验系统中很重要的一环,所以要根据不同介质在微小通道中冷凝传热与流动的变化,科学合理的选用实验器材和附件,合理灵活的选择数据采集工况点。

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2. 国内外研究现状分析

现在关于微尺度下的流动与换热研究的内容很多,但是人们对其机理的认识还很不充分,不同的学者的在不同的实验工况下,得出的结论不仅在定量上差别比较大、而且在定性上也各有不同,所以针对不同的研究方向国内外学者的研究成果也各有千秋。

微通道流体的流动换热特性:

Wu测试氮气流经微换热器的传热特性,测试流型包括层流和湍流。他们发现,在充分发展层流和湍流时,平均Nu比常规理论所预测的要大,并得出对于层流平均Nu主要跟Re数相关,并且证实大的相对粗糙度可以提高换热系数。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

1、在阅读中外文献的基础上设计微通道实验段,运用CAD以及PRO/E绘制微通道以及微通道换热片。

2、设计实验系统流程,并运用VISIO绘图方法合理确定实验台中各组成部分的搭建顺序。

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4. 研究创新点

为了实验研究目的,设计了微通道冷凝传热与流动实验台。

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