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提高含微观组织竖板上氮凝结的传热性能( Enhancing heat transfer performance of nitrogen condensation on vertical plate with microstructure )
S Zhu X Zhi C Gu K Wang L Qiu
低温流体的冷凝过程主要以薄膜冷凝为主。在本研究中，采用微结构表面来提高氮气冷凝换热性能。设计了六组垂直微结构板上氮气冷凝的可视化实验，并在3kW/m2～27kW/m2的热流密度范围内进行了测试。观察到微鳍底部有小河现象，小河速度接近Nusselt理论计算液膜速度的2-3倍。微翅片底部的小河表明曲面结构改变了液膜在微翅片顶部和底部的均匀分布，加速了凝结水的排出。此外,还对不同翅片间距、高度和翅片结构下的传热性能进行了比较和分析。微翅片结构对换热性能和流动特性的影响体现在翅片的曲率半径和翅片顶部到底部的温度梯度上。特别是在3.5K的冷凝温差范围内，高度为0.3毫米、节距为1毫米的微翅片的传热系数比平板的传热系数最高提高4倍。几何强化因子的新关联预测与实验数据吻合良好。在工程实践中，设计具有最佳传热性能的微翅片时，应同时考虑高热流密度下微翅片的热阻和曲率特性。
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