乙醇水喷雾冷却换热数值研究

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喷雾冷却技术是一种散热效果相对较好的冷却技术，能够满足大功率电子器件散热要求，具有可观的应用前景。然而喷雾过程各个参数互相耦合，对其了解还不全面，因此需要对其进行研究，本文利用计算流体力学手段，研究喷雾冷却换热特性及影响因素。本文基于CFD商用软件，建立了喷雾冷却计算模型，模拟了以乙醇水以及纯水为工质的喷雾冷却换热过程，并对该现象进行了如下研究：（1）利用欧拉-拉格朗日方法建立了喷雾冷却稳态计算模型，包括连续相模型、湍流模型、离散相模型以及附壁液膜模型。在验证网格无关性后将数值计算结果与对应工况下的实验结果进行了比对，并证明了数值模型的可靠。分析了整体分布特性，包括计算域速度分布特性、水摩尔分数特性、壁面温度特性、液膜厚度特性等总体特性。（2）分别对以纯水和4%乙醇水溶液为工质的喷雾冷却换热现象进行了数值研究。通过改变喷雾压力、喷雾高度等因素，研究喷雾影响因素对壁面温度、液膜厚度、液膜速度、换热系数等的影响，通过改变热流密度可以对比分析低温区与核态沸腾区喷雾冷却现象特征，通过利用径向特征图代替云图的方式，对不同工况下的稳态结果进行对比并分析原因，进而得到低温区与核态沸腾区特征变化的原因，分别计算了两种工质下改变喷雾高度、喷雾压力、喷雾角度和壁面面积的工况，并且利用研究乙醇水工质的喷雾冷却换热现象的方式对其进行研究，最后通过各工况换热系数的比对得到了喷雾冷却换热现象参数分析结果。

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作者
颜培亮;
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作者单位

大连理工大学;

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授予单位大连理工大学;
学科热能工程
授予学位硕士
导师姓名尹洪超;
年度 2018
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总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类航空发动机（推进系统）;
关键词
乙醇; 水喷雾; 冷却换热;

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