流动沸腾中汽泡行为的理论与实验研究的开题报告.docx

流动沸腾中汽泡行为的理论与实验研究的开题报告
一、研究背景
流动沸腾广泛应用于化工、能源、环境等领域，是一种高效的传热方式。在流动沸腾过程中，液体在加热的作用下发生沸腾，产生大量气泡并与液体产生剧烈的相互作用。气泡行为直接影响了流动沸腾传热特性，其深入研究对于优化流动沸腾传热过程、提高传热效率具有重要意义。
二、研究内容
本课题拟从理论模型与实验两个方面开展研究，具体内容如下：
1.基于理论模型，对流动沸腾中气泡形态、大小、分布等行为进行深入研究。并结合现有实验结果和数据进行模型验证，分析模型的可行性和适用性。
2.在自行搭建的流动沸腾实验平台上，进行流动沸腾实验研究，对气泡行为进行观测、记录和分析，探究气泡与液态的相互作用和传热规律。同时，实验数据将用于验证理论模型的正确性和可靠性。
3.在实验研究的基础上，对流动沸腾传热特性进行分析和优化。
三、研究意义
1.深入研究流动沸腾中气泡行为，提高对流动沸腾传热规律的理解和把握。
2.建立流动沸腾气泡行为的理论模型，为优化流动沸腾传热过程提供基础理论。
3.通过实验观测和模型验证，为优化流动沸腾传热装置的设计提供参考。
4.提高流动沸腾传热效率，降低运行成本，有利于促进工业生产和环保事业的发展。
四、研究方法及步骤
1.理论研究：运用CFD等数值模拟方法分析流动沸腾中气泡行为；建立流动沸腾气泡行为的理论模型，并进行验证；分析和总结流动沸腾传热规律。
2.实验研究：设计和制作流动沸腾实验平台；在不同实验条件下观测、记录和分析气泡行为；采用红外测温、热电偶、高速摄影等技术手段研究流动沸腾传热规律。
3.数据处理：将实验和模拟数据进行比对融合，以获得准确可靠的数据；通过数据分析和优化，探究流动沸腾传热规律和性能。
五、研究预期成果
1.建立流动沸腾气泡行为的理论模型，并对模型进行验证。
2.深入了解流动沸腾传热规律，提高对流动沸腾传热特性的理解和把握。
3.分析并优化流动沸腾传热装置的设计，提高传热效率。
4.论文发表，并与工业生产企业合作，将研究成果应用到实践中。
六、研究进度计划
第一年：搭建流动沸腾实验平台；学习流动沸腾和气泡行为研究的理论知识和研究方法及技术；建立流动沸腾气泡行为的理论模型并进行初步实验研究。
第二年：进一步实验研究气泡行为；完善和优化流动沸腾气泡行为理论模型；深入探究流动沸腾传热特性和性能。
第三年：总结分析实验和理论模型研究结果；优化流动沸腾传热装置的设计；撰写论文并发表研究成果。
七、参考文献
[1]ZhangJ,LiuWD,LiuZS,etal.Studyoninterfacialheattransfercoefficientmeasurementandpredictionduringflowboilinginminichannel.AppliedThermalEngineering,2018,131:129-136.
[2]LuoJ.Boilingheattransfer:Experimentandmodeling[J].AdvancesinHeatTransfer,2019,44:1-118.
[3]WangM,ZhangM,ZhengY,etal.Bubblebehaviorsinaforcedconvectionsubcooledflowboilingchannelasimpactedbyfluidthermalproperties[J].InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2015,80:171-183.