微尺度流动沸腾的不稳定性形成机理与非稳态液膜相变动力学

项目名称： 微尺度流动沸腾的不稳定性形成机理与非稳态液膜相变动力学

项目编号： No.51376179

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 姜玉雁

作者单位： 中国科学院工程热物理研究所

项目金额： 80万元

中文摘要： 沸腾气泡底层液膜的相变动力学特性与沸腾不稳定性和临界热流密度(CHF)现象密切相关，后者严重制约着微尺度流动沸腾的换热性能。本项目以研究沸腾液膜的传热和流动机理为途径,旨在阐明微通道(微槽、微管)内的流动沸腾中普遍存在的不稳定性现象和临界热流密度的发生机理、量化相关规律。微通道内的沸腾液膜通常具有从分子尺度蒸干区到微尺度区再到小尺度区的过渡特性, 本研究将建立底层液膜的三维非稳态数理模型，用多尺度数值计算方法高精度地模拟液膜的形成、时间变化和蒸干区域的出现。并将使用高速可视化技术，同时观测沸腾气泡和底层液膜温度的时间变化，弄清底层液膜变化与沸腾不稳定性的联系。结合数值模拟和实验结果，拟合定量计算沸腾换热系数、不稳定性存在条件和CHF值的关联式。国际上还没有微通道内沸腾液膜的三维非稳态相变动力学方程和相应的数值模拟研究先例，本研究对于微尺度相变换热器和热管理装置的换热强化具有重要意义。

中文关键词： 沸腾传热；微液膜；微通道；智能调控；micro-PIV

英文摘要： The heat transfer performance of flow boiling is strictly limited by the instability and CHF phenomena, which are essentially influenced by the phase change and fluid dynamics of the thin liquid film underneath boiling bubbles. By the study on the phase c

英文关键词： boiling heat transfer；micro film；micro channel；smart control；micro-PIV