【混合工质饱和池核沸腾研究国家自然科学基金资助项目】王国庆.pdf

摘要本文在前人研究的基础上,对纯工质和双组分混合工质在水平光滑管外饱和池核沸腾的传热机理进行了详细的分析,提出了一新的沸腾传热组合机理,并根据这一机理建立了纯工质和双组分混合工质通用的沸腾传热数学模型,但要建立纯理论的沸腾传热数学模型,这是远远不够的,为此本文又对纯工质和双组分混合工质在水平光滑管外饱和池核沸腾时的汽泡成长过程进行了深入的研究,提出了一个更为逼真的汽泡成长组合物理模型,并根据这一物理模型建立了纯理论的纯工质和双组分混合工质汽泡成长数学模型,进而首次根据汽泡动力学的理论建立了纯理论的纯工质和双组分混合工质沸腾传热数学模型。

前言沸腾传热无论是在能源、动力、化工、制冷等工业部门中,还是在航天、卫星、火箭、核能等技术领域内都得到了广泛的应用。在人们对纯工质沸腾传热进行系统深入研究的同时,对混合工质沸腾传热也进行了许多研究,但对混合工质沸腾传热的研究无论是在深度上还是在广度上都远不如对纯工质沸腾传热的研究,而应用中遇到混合工质的场合比遇到纯工质的场合要多得多。所以开展对混台工质尤其是应用中常遇到的有机互落混合工质和含水有机互溶混合工质的沸腾传热研究,不仅对揭示混合工质沸腾现象的本质以及理解影响混合工质沸腾过程的因素有着重要的理论意义,而且可以为应用提供实验基础和理论模型。

前面提到的大多数混合工质是指应用中常遇到的有机互溶混合工质和含水有机互溶混合工质,以及低温混合工质。这类混合工质的特点是构成混合工质的纯工质是低分子物质,且极性相近可以互溶。不妨把这类混合工质称为常规混合工质.其实含水无机互溶混合工质(电解质溶液)的沸腾传热系数与上述常规混合工质沸腾传热系数有着近似的趋势,但由于溶质以离子的形式存在于溶剂中,其沸腾机理是有区别的.而对于高分子物质组成的混合工质,常出现反常现象,即沸腾传热系数高于理想沸腾传热系数,其沸腾机理比较复杂.至于非互溶混合工质,由于其沸腾机理甚为复杂,所以这方面的研究报导也甚少。