潘丰
- 作品数：3 被引量：11H指数：2
- 供职机构：大连理工大学能源与动力学院更多>>
- 发文基金：国家科技支撑计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理更多>>
- 加热表面粗糙度对高热流密度沸腾传热影响的多尺度数值模拟被引量：5
- 2016年
- 本文以沸腾固气液界面为研究对象,建立了包括孔穴活化、液膜蒸发、气泡生长与脱离、壁面热传导等子过程的耦合模型,以探究固气液界面传热对高热流密度沸腾过程的影响。为了能够分辨微米量级的孔穴,模型中10 mm×10 mm的沸腾表面被划分为诸多子区域,每一个子区域中孔穴大小和数量随机分布,当子区域的过热度大于孔穴活化的临界过热度时,一部分孔穴活化生成气泡。进一步结合大液膜蒸发模型获得沸腾传热热流密度,并将其作为边界条件分析加热器热传导特性,从而通过对不同过程的多尺度耦合模拟不同表面粗糙度条件下高热流密度区的核态沸腾曲线,并进一步分析了孔穴数量及分布对加热壁面温度的影响。结果表明:预测所得沸腾曲线与实验结果基本相符,加热表面孔穴数量的增加使沸腾曲线左移,同时,孔穴数目的增多还会使活化点密度对壁面温度波动更为敏感,从而产生交替出现的长短周期。
- 潘丰贺缨唐元梁
- 关键词：核态沸腾
- 池沸腾孤立气泡生长过程中微液层蒸发影响的实验和模拟耦合分析被引量：6
- 2021年
- 微液层蒸发是沸腾过程中重要的换热机理。本文旨在通过单个气泡池沸腾实验中测得的气泡动态参数探究孤立气泡生长过程中加热表面的换热机理。首先通过沸腾池和加热表面的严格设计实现了单个气泡沸腾。进一步通过对孤立气泡生长时序图像的处理,得到了气泡在一个生长周期内气泡直径、纵横比以及气泡根部基圆半径的变化。对比发现,气泡生长速率与气泡根部基圆半径随时间的变化呈现显著正相关,而与大液层区域的变化相关程度较低,这表明微液层蒸发直接影响气泡体积变化,在孤立气泡沸腾过程中起主导作用。在此基础上进一步建立了加热表面换热过程的数值模型,基于实验中测得的气泡动态参数对气泡底层的微液层厚度进行了预测;通过多次迭代计算并匹配气泡生长速率和加热棒的温度发现,当表面过热度为4.82 K时,气泡底层微液层厚度约为3.43μm,与相关文献中的微液层厚度测量值基本一致,进一步证实了微液层蒸发在孤立气泡沸腾换热过程中的重要性。本研究揭示了孤立气泡池沸腾过程中近壁面处的换热机制,为进一步的孤立气泡沸腾传热过程数值模拟奠定了理论基础。
- 潘丰王超杰母立众贺缨
- 关键词：相变蒸发气泡
- 加热表面材质对核态沸腾换热影响的流-热耦合数值研究
- 2024年
- 不同材质的加热表面因其热物性参数存在差异,在沸腾过程中会表现出不同的热响应特性,对气泡成核、生长脱离也有一定影响。为深入探究加热表面热物性对单气泡沸腾过程中加热表面热响应与气泡动力学行为之间相互作用的影响机理,基于开源软件OpenFOAM,通过对微液层内传热传质过程进行分析,建立了包含传热、相变和流动的流-热耦合模拟框架。首先对铜、铝和硅表面上不同尺寸的汽化核心进行了单气泡沸腾模拟,结果表明,随着导热性能的提升,加热表面过热度下降,气泡等待周期缩短,同时随着汽化核心尺寸的减小,加热表面热物性对气泡等待周期的影响逐渐减弱。另外,对于覆有石墨烯涂层的铜表面,石墨烯涂层的存在增强了沸腾表面热量的横向扩散,由于基底材料向上传递热量的速度慢,同时加热表面因液层蒸发带走热量多,导致汽化核心处过热度恢复较慢,出现了更低的表面过热度和更长的气泡等待周期。
- 朱子厚潘丰赵鹏飞贺缨
- 关键词：沸腾换热OPENFOAM石墨烯
