近临界压力下结构参数对CHF传热特性的影响研究

"近临界压力条件下结构参数对CHF传热特性的影响" 本文是一篇首发论文，由陈常念、韩吉田、邵莉和王美霞等人在山东大学能源与动力工程学院进行的研究成果。该研究关注的是近临界压力环境下，结构参数如何影响临界热流密度（CHF）的传热特性，并与亚临界条件下的影响规律进行了对比。 CHF（临界热流密度）是指在沸腾传热过程中，当传热量达到某一极限值时，沸腾换热突然恶化，导致传热系数急剧下降的现象。这个现象对于核反应堆、工业冷却系统以及其他涉及沸腾传热的设备设计至关重要，因为它关系到系统的安全运行。 研究采用了结构分析与实验研究相结合的方法，针对卧式螺旋管进行了实验，探讨了加热管长度、管内径、螺旋直径和螺旋节距等结构参数对CHF的影响。实验结果显示： 1. 加热管长度和管内径的增加会导致CHF值降低，这可能是由于随着管长增加，气泡形成和合并的过程变得更加复杂，降低了传热效率；而管径增大则可能使得液体流动阻力减小，降低了沸腾起始点的局部压力，从而影响CHF。 2. 质量流速和入口干燥度也显著影响CHF，这反映了流体状态和流动条件对沸腾传热性能的决定性作用。 3. 螺旋直径与CHF的关系类似，增大螺旋直径可能导致流动路径变长，影响了流体的动态行为，从而影响CHF。 4. 然而，螺旋节距对CHF的影响相对较小，这表明在近临界压力条件下，螺旋节距可能不是影响CHF的主要结构因素。 通过比较，研究发现在实验所涵盖的参数范围内，结构参数对CHF的影响规律与亚临界条件下的情况相似，这意味着在设计和分析近临界系统时，可以参考亚临界条件下的经验，但同时强调了结构参数与系统参数之间的影响独立性。 该研究加深了我们对近临界压力下沸腾传热的理解，为优化设计涉及沸腾传热的系统提供了理论依据。对于工程实践，这有助于提升设备的热效率和安全性，特别是在核能、电力和其他高温传热应用中。