微小通道内流动沸腾换热的预测新模型

化工进展

微小通道内流动沸腾换热的预测新模型

付兴，李敏霞，马一太，胡灿

天津大学中低温热能高效利用教育部重点实验室，天津 300072

出版日期:2013-05-05 发布日期:2013-05-05

A new model for flow boiling heat transfer in mini-channels

FU Xing，LI Minxia，MA Yitai，HU Can

Key Laboratory of Efficient Utilization of Low and Medium Grade Energy，MOE，Tianjin University，Tianjin 300072，China

Online:2013-05-05 Published:2013-05-05

摘要/Abstract

摘要： 为了得到适用于微小通道内流动沸腾换热的预测方法，本文以近些年发表的9篇文献中的2924个实验数据点组成数据库，考虑到随着通道直径减小，表面张力对微小通道内两相流动和换热的影响起到主要作用，将Chen形式的换热模型中的核态沸腾和对流换热两部分的修正系数进行了优化。沸腾抑制系数和对流增强系数由气相韦伯数、两相雷诺数、沸腾数、气泡抑制数等量纲为1数组成，反映出了表面张力、水力直径、流动条件、热力条件对于换热的综合影响。结果表明，拟合出的微小通道中沸腾换热的新模型，适于预测水力直径3 mm以下的细管道中CHF（临界热流密度）点以前的换热系数。与实验数据比较，新模型预测的平均绝对误差为19.0%。

关键词: 微小通道, 沸腾换热, 预测模型

Abstract: In order to get a method for predicting the flow boiling heat transfer in mini-channels，2924 experimental data of flow boiling in mini-channels from 9 literatures were analyzed. As the tube diameter decreases，the surface tension rather than the buoyancy affects the two phase flow and heat transfer. The enhancement factor of convective evaporation and suppression factor of nucleate boiling of Chen-type correlation were optimized. The non-dimensional number vapor Weber number，two-phase Reynolds number，boiling number and confinement number were used to express the effects of surface tension，diameter，flow conditions and heat flux. A new model was presented to predict the heat transfer coefficient of pre-dryout in mini-channels. A mean absolute deviation of 19.0% was achieved with this new correlation.

Key words: mini-channels, flow boiling, prediction model

付兴，李敏霞，马一太，胡灿. 微小通道内流动沸腾换热的预测新模型[J]. 化工进展.

FU Xing，LI Minxia，MA Yitai，HU Can. A new model for flow boiling heat transfer in mini-channels[J]. Chemical Industry and Engineering Progree.

[1]	于涵, 王宏, 朱恂, 丁玉栋, 陈蓉, 廖强. 静电喷雾沉积半径的预测模型[J]. 化工进展, 2022, 41(6): 2864-2870.
[2]	刘少斌, 齐宏, 余智强, 何明键, 于喜奎. 基于Taguchi方法的微小通道性能分析与参数优化[J]. 化工进展, 2021, 40(12): 6409-6422.
[3]	裴海华, 刘冬鑫, 张贵才, 单景玲, 蒋平. 塔河超稠油掺苯乙烯焦油降黏实验及黏度预测模型[J]. 化工进展, 2020, 39(S2): 135-141.
[4]	郑烨, 李建波, 张锴, 关彦军, 杨凤玲, 程芳琴. 酸性氧化物和酸碱比对煤灰熔融行为的影响[J]. 化工进展, 2020, 39(9): 3617-3625.
[5]	臧徐忠,石尔,傅俊萍,余涛. 磁场调控磁性纳米流体流动和传热研究进展[J]. 化工进展, 2019, 38(12): 5410-5419.
[6]	曾稳稳,邓付洁,蔡静波,王峰. 环氧乙烷反应器泄漏实时监测预警模型构建方法及应用[J]. 化工进展, 2019, 38(11): 5200-5209.
[7]	何照荣, 范志卿, 王大成. 电火花改性表面池沸腾换热特性[J]. 化工进展, 2018, 37(12): 4533-4542.
[8]	陈梦寻, 张华, 娄江峰. 纳米制冷剂对换热和压缩机性能影响研究进展[J]. 化工进展, 2015, 34(12): 4145-4150.
[9]	陆至羚, 柳建华, 张良, 张瑞, 吴昊, 祁良奎. 微细通道内CO₂沸腾换热与干涸特性[J]. 化工进展, 2015, 34(08): 2961-2966.
[10]	娄江峰, 张华, 王瑞祥. 纳米冷冻机油热导率的实验研究[J]. 化工进展, 2015, 34(02): 495-499.
[11]	吴家鑫1，2，张国栋1，2，齐鹏1，2，郑应华1，2，何继红1，2. 黄霉素工业化发酵过程中灰色预测模型的应用[J]. 化工进展, 2013, 32(12): 2957-2960.
[12]	吴家鑫1，2，张国栋1，2，齐鹏1，2，郑应华1，2，何继红1，2，葛辛玫1，2，赵梅仙1，2，朱晓娟2. 黄霉素发酵过程的灰色关联度分析及其灰色预测模型[J]. 化工进展, 2013, 32(06): 1382-1384.
[13]	刘志琨1，王志荣1，陶汉中2. 换热设备污垢研究进展[J]. 化工进展, 2011, 30(11): 2364-.
[14]	徐秋玉，李维. 载气汽油在水平螺旋扁管管束外的沸腾换热 [J]. 化工进展, 2010, 29(6): 911-.