微细通道纳米制冷剂流动沸腾阻力特性

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ＬＵＯＸｉａｏｐｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＬｉｎ，ＬＩＵＢｏ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
化
２０１６年第３５卷第１２期
工
进
展
・３７６３・
ＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＰＲＯＧＲＥＳＳ
微细通道纳米制冷剂流动沸腾阻力特性
罗小平，张霖，刘波
（华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州５１０６４０）
ｎａｎｏｒｅｒｉｆｇｅｒａｎｔｓｗｉｔｈａｄｉｆｅｒｅｎｔｐａｒｔｉｃａｌｏｆ０．２％，０．５％ａｎｄ０．８％（ｍａｓｓｒａｆｃｔｉｏｎ）ａｎｄｐｕｒｅｒｅｒｉｆｇｅｒａｎｔ
摘要：分别以质量分数为０．２％、０．５％和０．８％的Ａｌ２Ｏ３．Ｒ１４１ｂ纳米制冷剂和纯制冷剂Ｒ１４１ｂ为工质，在水力直径为１３３３￣ｍ的矩形微细通道内进行了流动沸腾实验，分析了纳米颗粒浓度对Ｘ－质两相摩擦压降的影响，对比了实验前后换热壁面的表面能。研究结果表明：实验工况相同时，质量分数为０．２％、０．５％和０．８％的纳米制冷剂的两相摩擦压降均比纯制冷剂低，降低的最大幅度分别约为ｌ１．６％、１４．８％和１９－２％；实验后纳米颗粒在换热壁面附
着，使壁面表面能增大，质量分数为０．２％、０．５％和０．８％的纳米制冷剂实验后换热壁面表面能比实验前分另增大
了１．２６倍、１．４４倍和１．９１倍，减小了换热表面的粗糙度和提高其润湿性，使得工质两相摩擦压降减小；根据实验值与模型预测值的对比情况，对０ｕ — Ｍｕｄａｗａｒ模型进行修正，拟合得到的关联式能ｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｌｕｆｉｄｓ．Ｔｈｅｅｆｅｃｔｏｆｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｔｗｏ — ｐｈａｓｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｄｒｏｐｗｅｒｅ
误差为９．７８％。
关键词：微细通道；纳米制冷剂；两相摩擦压降；表面能
中图分类号：ＴＫ１２４文献标志码：Ａ文章编号：１０００— ６６１３（２０１６）１２— ３７６３— ０８
ＤＯＩ：１０．１６０８５０．ｉｓｓｎ．１０００－６６１３．２０１６．１２．００５
Ａｓｔｕｄｙｏｎｌｏｆｗｂｏｉｌｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｎａｎｏｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｉｎｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｍｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｌｓ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｆｌｏｗｂｏｉｌｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｗｅｒｅｅｘｐｅｉｒｍｅｎｔａｌｌｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｌｕｍｉｎｕｍ— ｂａｓｅｄｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｍｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｌｓｗｉｔｈａｈｙｄｒａｕｌｉｃｄｉａｍｅｔｅｒｏｆ１３３３￣ｔｍ，ｕｓｉｎｇＡ１２０３一Ｒ１４１ｂ
ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｅｎｅｒｇｙｏｆｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｓｕｒｆａｃｅｂｅｆｏｒｅａｎｄａｔｅｆｒｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｗｈｅｎｎａｎｏｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｓｗｉｔｈａｄｉｆｅｒｅｎｔｐａｒｔｉｃｌｅｓｏｆ０．２％，０．５％ａｎｄ０．８％ｗｅｒｅｗｏｒｋｉｎｇｌｆｕｉｄｓ，ｔｈｅｗｏｔ－ｐｈａｓｅｆｒｉｃｔｉｏｎａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｄｒｏｐｗａｓｌｏｗｅｒｔｈａｎｐｕｒｅｒｅｆｉｒｇｅｒａｎｔｕｎｄｅｒｔｈｅｓａｍｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄｔｈｅｂｉｇｇｉｓｔｄｒｏｐｗｅｒｅ１１．６％，１４．８％ａｎｄ１９．２％．Ｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓａｄｈｅｒｅｄｔｏ