GO-纳米流体在振荡热管中的气-液脉动现象及其传热特征

• 作者: 汪维伟 赵福云 王磊 蔡阳 赵月帅 杨国彪 孙佳韵
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 关键词: 氧化石墨烯 振荡热管 相变换热 气-液两相流 纳米流体
• 年，卷（期）: 2021,（6）
• 所属期刊栏目: 制冷空调新技术|New technology of refrigeration and air conditioning
• 页码范围: 1789-1797
• 页数: 9页
• 分类号: TK124
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2021.06.008

摘要

为了充分揭示氧化石墨烯(graphene oxide,GO)纳米流体在振荡热管内独特的流动行为模式与脉动传热特征,首先,以去离子水为基液,配制不同质量分数的GO-纳米流体;然后,搭建闭式多回路振荡热管可视化实验平台;第三,基于振荡热管在稳定运行时的可视化流型演变特征,分析热流密度及纳米颗粒质量分数对振荡热管的温度脉动振幅的影响;最后,探讨其气-液两相流型转变对热管热质输运特性的影响规律.研究结果表明:随着热流密度提升,振荡热管蒸发区域逐渐出现泡状流、塞状流及半环状/环状流等复杂的气液流动流型,同时,相应的气/液弹脉动的振幅也显著提升;蒸发段的气/液流型演变主要发生在气-液两相停滞和流动过程中;"液桥"断裂是气/液塞在冷凝段离散分布最主要原因;当纳米颗粒质量分数达到0.075％时,热管的脉动对流换热系数显著提升,同时蒸发段的汽化核心数明显增多,其热质输运能力最强,可使振荡热管的有效热阻最大降低25％;但当纳米颗粒质量分数达到0.100％时,由于黏性阻力提升,容易诱发蒸发段"刹车"或"停滞"现象,其热阻降低效率与质量分数为0.050％时的热阻降低效率几乎一致,均达到15％,高质量分数下的GO-纳米流体的脉动频率以及气/液塞速度都有所降低,进而强化传热效果逐渐削弱.