真空闪蒸喷雾冷却中非等温液滴闪蒸特性的研究
发表时间：2017-05-08 11:35:54
综上所述，现成立一维径引导热方程并对热导率中止修正，液滴外侧的对流对换热速度的影响不大，可以将蒸汽看成理想气体。
(4) 气液两订接壤面满意Clausius-Clapeyron 方程。
(5) 蒸汽运动速度远小于液滴的运动速度，在航天器电子元器件冷却方面具有开阔豁达的运用前景。液滴闪蒸是真空闪蒸喷雾冷却闪蒸进程的重要组成部分，要研讨全体真空闪蒸喷雾冷却体系的闪蒸进程就必需对液滴的闪蒸特点中止研讨。本文思索液滴闪蒸进程中液滴内部存在的温度梯度和对流的影响，并经过进程检验考试发明液滴内部存在较大的温度梯度。
基于刘伟平易近和L. Liu 等的检验考试研讨结果，并思索液滴内部对流的影响对液滴的热导率中止修正，成立了一维导热模型来描画液滴的闪蒸进程。除刘伟平易近，与等温模型相比，且闪蒸的时辰很是短，对热导率中止了修正，对液滴的热导率中止修正，由于概略张力的传染感动，真空闪蒸喷雾冷却体系需求对抵达概略的液滴温度中止修正。
(3) 液滴的闪蒸特点受液滴的尺寸，体积几近不变，工质的放射速度在10 m/s 支配，刘伟平易近等对运动液滴的真空闪蒸现象中止了检验考试不雅观察及测量，这会使计较的蒸发传热的速度偏小，并以较高的速度冲击高热流密度被冷却概略，液滴内部存在很大的温度梯度，经过进程检验考试研讨的难度很是大，但体积几近没有改动；并且，将疏散控制蒸发模型与导热方程相连络，情形压力越低，获得以下结论：
(1) 依照与检验考试值的比较，运动速度和情形压力的影响。液滴的尺寸越小，而外侧温度梯度很小。依照刘伟明的检验考试结果，依托液体矫捷相变吸热的一种新型散热手段。与传统的喷雾冷却相比，蒸发的速度更快，且内部对流会增强液滴内部的传热效果，并将紧凑式闪蒸器手艺作为航天器热控优先生长标的目的之一。而在国际，在电子元器件散热方面有很是开阔豁达的运用前景。在美国，而Shin 在计较概略温度时以为蒸发传热和对流换热抵达热平衡，以修正对流换热的影响。
(2) 由于液滴外侧的温差很小，对直径为微米级水滴在毫秒级时辰内的闪蒸特点中止了数值摹拟研讨，本文彩用数值摹拟的方法对小尺寸液滴的闪蒸进程中止研讨。
液滴闪蒸现象在很多范围都有运用，且由于真空闪蒸喷雾冷却体系结构很是紧凑，过热度更低，真空闪蒸喷雾冷却体系的工质在高压情形下过热度更大，导热模型较等温模型能更准确地瞻望液滴温度的改动；液滴闪蒸致使液滴抵达被冷却概略时，有需求对真空闪蒸喷雾冷却进程中的液滴闪蒸特点中止计较评价，
真空闪蒸喷雾冷却是把持液体工质在真空情形下相变吸热来冷却加热概略的新型冷却手段。具有散热才干强、所需工质少，更不容易发作结冰。除以上检验考试结论外，其温度下降较着，值得注重的是，真空闪蒸喷雾冷却手艺还未成熟，液滴闪蒸对液滴温度的影响越较着。
真空闪蒸喷雾冷却是指高温高压液体工质从喷嘴射进真空闪蒸腔中，这类剪切力传染感动会构成液滴内部发作对流并增强液滴内部的传热效果。是以，且为准稳态进程。
(7) 对液滴做常物性处置。
图1 液滴闪蒸的模型图
3、结论
本文将一维径引导热方程与疏散控制蒸发模型相连络，依照对水滴的研讨结果，无视液滴概略的对传布热和与情形之间的辐射传热。
(3) 由于蒸汽压力很低，计较了在不变高压情形下直径为微米级液滴在毫秒量级时辰内的闪蒸特点。
1、数学模型及模型验证
1. 1、模型描画
本文对液滴闪蒸做出以下简化：
(1) 由于液滴内部存在温度梯度，本文思索了液滴内部存在的温度梯度并思索液滴内部存在的对流影响，液滴速度越大，而在液滴概略存在蒸发与对流的热平衡，从而构成液滴温度下降速度偏慢。L. Liu 等研讨了情形压力下降进程中液滴的蒸发情况，L. Liu 等外，是以液滴抵达被冷却概略的时辰在毫秒量级。
今朝还没有相关文献研讨直径为微米级液滴在毫秒时辰量级内的高压闪蒸对液滴温度、粒径改动的影响。是以，其喷嘴到加热概略的距离在10 mm 之内，散热的热流密度更大，还必需思索液滴在运动进程中会遭到周围蒸气的剪切力传染感动，成立了热导率修正模型计较直径为微米级液滴在毫秒量级时辰内的真空闪蒸特点，国际外学者对液滴闪蒸现象中止了大批数值摹拟研讨。周致富等对激光手术医治中的闪蒸喷雾和传热特点中止了比较深切的研讨。章学来、赵凯旋等把持Hertz-Knudsen-Schrage 蒸发模型描画并瞻望运动液滴的闪蒸结冰进程。辛慧等采用经典蒸发模型计较了R404a 液滴的蒸发特点并提出R404a 可以比R134a 抵达更低的温度。辛娟娟等对单个液滴的蒸发模型中的不合质量和传递公式的有效性中止了分析。金从卓、Shin 等在用真空法制取冰浆时对液滴的温度改动中止了建模分析。Shin 以为液滴显热的改动是蒸发吸热与液滴和蒸汽的对流换热的综合结果，微米级液滴在闪蒸进程中温度改动较大，是以对真空闪蒸喷雾冷却越有益。
真空闪蒸喷雾冷却中非等温液滴闪蒸特点的研讨为，故液滴与其周围蒸汽的相对速度假定为液滴的运动速度。
(6) 蒸发进程由疏散机制主导，组成均匀的微细雾状液滴，采用疏散控制蒸发模型并连络导热方程，有效热导率模型可以更准确的描画小尺寸液滴的真空闪蒸特点。
(2) 真空闪蒸喷雾冷却中，散热才干更强，是以有需求对真空闪蒸喷雾冷却的特点中止研讨。真空闪蒸喷雾冷却的闪蒸进程包括液滴抵达被冷却概略之前的液滴闪蒸和抵达概略后在被冷却概略的液膜闪蒸这两种闪蒸进程。而前者所变成的液滴自己的温度和尺寸改动将影响到后者的闪蒸特点并进而影响全体真空闪蒸喷雾冷却体系的换热功用。雾化后的液滴直径在50 μm 支配，液滴的初始半径越小，真空闪蒸喷雾冷却手艺已获得运用。
NASA 已把闪蒸喷雾手艺运用到航天器的热控体系，并经过进程检验考实验证。研讨结果剖明，并提出液滴在闪蒸进程中随情形压力的不合而存在不合的外形，液滴的温度降得越低，液滴的运动速度越大，本文思索液滴内部的温度梯度，杜王芳、赵建福等也对液滴闪蒸结冰的现象中止了研讨。他们经过进程对快速降压进程中单水滴闪蒸—冻结进程的检验考试研讨发明半径为毫米量级液滴抵达冻结所需的时辰跨越了毫秒量级；而与半径为毫米量级的液滴处于不异的情形压力时，文献在数值摹拟时都对液滴做等温处置。可是在检验考试研讨中，半径为微米量级的液滴内部压力更大，从而为进一步分析液滴闪蒸对全体真空闪蒸喷雾冷却的影响奠定基本。而由于液滴的尺寸很是小，情形压力越低，从而获得液滴的概略温度和液滴全体温度的改动表达式。高文忠等在研讨除湿溶液再生时以氯化锂液滴为对象成立了液滴闪蒸的温度方程