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在搭建圆管混合蒸气凝结换热实验台的基础上,在圆管外进行了一系列不同气相浓度酒精和水混合蒸气的Marangoni凝结实验.在实验过程中进行了可视化研究并拍摄了大量的凝结图片,研究了酒精蒸气浓度对传热系数的影响及冷却水流量对壁面温度的影响.实验结果表明,传热系数随酒精浓度的提高而降低,酒精浓度为1％时传热系数达到最高值,换热系数比相同工况下纯水蒸气提高近30％.最后,对传热系数随浓度的变化做了定性分析.

关键词: 水-酒精混合蒸气 , 凝结换热 , 圆管 , Marangoni效应

两种温度场表面Marangoni凝结换热特性比较

王鹏 , 王进仕 , 严俊杰 , 胡申华

工程热物理学报

本文对水和酒精混合蒸气在表面具有不均匀温度场的竖直平板上的凝结换热进行了实验研究,分别从凝结换热特性和凝结形态两个方面与具有均匀温度场的竖直平板凝结换热实验结果展开了比较.实验结果表明,本实验凝结面上的液珠明显要比均匀温度场的密集细小,液珠的冲刷速度也明显较快;在相同的工况下,本实验中的凝结换热系数在任何浓度下都比均匀温度场壁面的高.初步的理论分析也表明,本实验中凝结表面浓度梯度和温度梯度共同作用引起表面张力梯度增大,导致的Marangoni对流加强,凝结换热得到强化.

关键词: Marangoni凝结 , 温度梯度 , 换热系数

不同压力下竖直管外Marangoni凝结换热特性研究

乔磊 , 李杨 , 严俊杰 , 胡申华

工程热物理学报

本文在不同压力状态下对水与酒精混合蒸汽在竖直管外Marangoni凝结换热特性进行了可视化实验研究,观测到不同过冷度下的凝结状态.实验结果表明,在相同流速和浓度条件下,酒精浓度较低时凝结换热系数随蒸汽压力的升高而升高.但在高酒精浓度下,凝结液表面张力梯度减小,扩散热阻的影响增大,蒸汽压力对于凝结换热系数的影响并不明显.

关键词: 水与酒精混合蒸汽 , Marangoni , 凝结换热 , 压力 , 竖直管

Marangoni珠状凝结液珠半径分布的研究

胡申华 , 严俊杰

工程热物理学报

以水-酒精混合蒸汽在斜块上的Marangoni凝结实验图片为基础,统计分析了不同浓度和过冷度下凝结液珠的半径数目比例分布、平均半径及半径偏差.研究发现:在不同浓度和过冷度下,凝结液珠的半径大部分集中在0.1 mm～0.3 mm半径范围内,占到液滴总数的80%;凝结液珠平均半径随过冷度的增大而增大,随浓度的增大而减小;半径偏差最大值所对应的过冷度与该工况下凝结换热特性曲线上传热系数最大时所对应的过冷度大致相同.

关键词: 凝结换热 , Marangoni凝结 , 液珠分布

蒸气流速对存在温度梯度的竖直壁面Marangoni凝结换热的影响研究

王进仕 , 胡申华 , 严俊杰 , 刘继平

工程热物理学报

本文以水一酒精混合蒸气为工质,对蒸气流速对存在温度梯度的竖直壁面Marangoni凝结换热特性的影响进行了实验研究.结果表明:混合蒸气凝结换热系数随蒸气流速的增加而增加,但换热系数对流速的敏感性随酒精蒸气浓度不同而有所区别,在酒精蒸气浓度较低时,流速使换热系数的增加较为明显.对比流速对溶质Marangoni凝结换热特性的的影响,流速对温度梯度和浓度梯度共同驱动的Marangoni凝结换热影响要弱一些.

关键词: 蒸气流速 , Marangoni凝结 , 换热系数

循环系统中闪蒸换热特性的实验研究

李鲁宁 , 胡申华 , 严俊杰 , 刘继平

工程热物理学报

本文针对循环系统中闪蒸的换热特性进行了实验研究,通过可视化系统对闪蒸形态进行了记录和分析,并得出了换热系数与各影响参数之间关系的实验关联式.实验结果表明:当循环水流量为0.028kg/s时,随着过热度的增大,换热系数变化较小,而循环水流量为0.056 kg/s和0.083 kg/s时,换热系数随过热度的增大而减小;同时发现换热系数随水膜厚度的增大而减小.可视化分析表明,闪蒸形态随闪蒸室内饱和压力的减小而变剧烈,闪蒸换热系数随之减小.

关键词: 闪蒸 , 换热系数 , 过热度

蒸汽流速对竖直管外Marangoni凝结换热特性影响的实验研究

李杨 , 乔磊 , 严俊杰 , 胡申华

工程热物理学报

本文在不同蒸汽流速下对水-酒精混合蒸汽在竖直管外Marangoni凝结换热特性进行了实验研究.结果表明:在相同蒸汽压力下,混合蒸汽在竖直管外凝结换热系数随蒸汽流速的增加而增加.当蒸汽酒精浓度较低时(1%、2%、5%),凝结换热系数随流速的增加而明显增加.当蒸汽酒精浓度较高时(20%、50%),流速的增加对凝结换热系数影响较小.这主要是由于蒸汽流速在低酒精浓度下对凝结扩散层热阻的影响大于在高酒精浓度下对扩散层热阻的影响.

关键词: 水-酒精 , Marangoni , 凝结换热 , 流速 , 管外

凝结表面温差对水-酒精混合蒸气换热特性的影响

胡申华 , 严俊杰 , 王进仕 , 李杨

工程热物理学报

本文研究了温度梯度对不同浓度水-酒精混合蒸气的Marangoni凝结的影响.搭建了具有高气密性的实验台,设计了凝结表面存在温差的实验块.在低于大气压力(31.2 kPa,47.4 kPa,84.5 kPa)的条件下,对8个浓度(0%～50%)混合蒸气进行了实验研究并实现可视化.实验结果表明温度梯度在低过冷度(<10 K)下,提高了低浓度(0.5%,1%)的水-酒精混合蒸气的换热系数.分析认为是因为表面温差带来了表面张力的差异,促使液膜内扰动增大,减少了凝结液膜热阻的缘故.

关键词: 水-酒精混合蒸气 , 温度梯度 , 凝结换热 , Marangoni效应