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本文针对流量波动条件下竖直圆管内过冷沸腾换热特性及流型进行了实验研究。实验以去离子水为工质,在常压下进行。实验中考察了入口水温、质量流速等热工参数及脉动参数在单相对流换热区及过冷沸腾换热区的影响,讨论分析了壁面温度、出口水温、沸腾换热系数等在流量波动条件下的变化规律,其实验研究结果表明: 在单相换热区,脉动参数造成的流量波动会使流动产生跨区现象,进而影响单相区换热特性,脉动参数通过影响跨区类型及跨区程度进而影响单相对流换热,其中,脉动振幅对跨区类型及跨区程度的影响大于脉动周期。 在过冷沸腾区流量恒定条件下,流体质量流速及入口水温对过冷沸腾换热特性均有影响,利用实验数据对部分计算沸腾传热的经验关系式进行评价,并结合本实验中热工参数对过冷沸腾换热的影响修正Liu-Winterton经验关系式,提出了用于预测本实验过冷沸腾换热系数的经验关系式。 在过冷沸腾区流量波动条件下,根据脉动参数对换热的影响可以将过冷沸腾分为过冷沸腾初期和过冷沸腾后期。脉动参数对于过冷沸腾换热特性的影响机理主要包括:脉动振幅主要通过改变流量波动范围影响过冷沸腾换热程度,脉动周期主要通过改变流体与壁面间换热进行程度来影响过冷沸腾换热程度;而由于流体惯性力改变导致汽泡所受切向力的变化对于过冷沸腾换热的影响在本实验中可以忽略。 在流量波动条件下两相流型研究中发现,两相流型随流量的改变发生周期性变化,并且两相流型的出现与入口水温有关;流体热惯性将导致沸腾滞后现象的发生,且脉动周期越短,沸腾滞后现象越明显。