矩形微槽道饱和沸腾临界热流密度研究的任务书.docx

矩形微槽道饱和沸腾临界热流密度研究的任务书
任务书
一、任务目的
本任务旨在研究矩形微槽道饱和沸腾临界热流密度，探究微槽道内沸腾现象特征和影响因素，并建立相应的实验平台，为微尺度热传输领域的研究提供参考。
二、任务背景
微尺度热传输研究是热科学领域中的热点和难点之一，矩形微槽道作为微尺寸热传输的典型代表之一，具有优异的换热性能。针对微槽道内的饱和沸腾现象，通过研究微槽道内壁面温度、水汽两相流模式等参数，可以探究微槽道沸腾机理和特征，为微尺度热传输领域提供有益的参考和理论基础。
三、任务内容
1.设计矩形微槽道饱和沸腾实验装置，包括微槽道设计、加热和冷却等组成部分。
2.采用高速摄像机等设备对微槽道内沸腾现象进行实时观察和记录，并测量壁面温度和压强等参数，分析沸腾现象特征及其对热流密度的影响。
3.系统地研究微槽道内水汽两相流模式分布、相变传热机理和其对沸腾性能的影响。
4.分析微槽道内壁面液膜、气泡脱离和形态等问题，探究矩形微槽道的沸腾性能，研究沸腾临界热流密度。
5.建立相关数学模型，通过仿真分析，探究矩形微槽道沸腾性能及其优化。
四、主要研究内容及方法
1.矩形微槽道的设计及实验平台搭建：通过研究前人的实验调研和文献综述，确定微槽道的尺寸、材质、进出口流量等参数，并采用CAD软件进行设计。在设计合理的前提下，搭建相应的实验平台，包括供液、供气、加热、冷却、观测和数据采集等装置。
2.微槽道内沸腾现象数据记录与分析：利用高速摄像机等设备对微槽道内的沸腾现象进行实时观察和数据记录，分析气泡出现、生长、膨胀、脱离等状态情况，测量和分析壁面温度、压强、热流密度等数据信息。
3.微槽道内水汽两相流模式研究：采用高分辨率的电容传感器等设备实时观测和记录微槽道内液膜、气泡和吸呕现象，并记录相变热流相关数据信息，分析水汽两相流模式分布和相变传热机制。
4.研究微槽道沸腾性能临界热流密度：通过分析微槽道内的壁面液膜、气泡脱离、气泡形态等因素，研究它们对微槽道沸腾性能的影响，特别是沸腾临界热流密度等方面。
5.建立数学模型分析研究：选取MATLAB或ANSYS等计算软件，构建相应的微槽道饱和沸腾模型，对实验数据进行仿真分析，探究矩形微槽道内沸腾现象特征和影响因素。
五、预期成果
1.研究矩形微槽道内饱和沸腾临界热流密度的基础数据，探究微槽道内沸腾现象和机理，提供微尺度热传输研究领域的有益参考和理论基础。
2.整合实验记录和数学模型建立，准确分析微槽道内沸腾现象及其影响因素，为微槽道内热传输性能的优化提供有益支持。
3.发表一篇高水平的学术论文，并提交一份详细的实验报告，进行完整的实验数据记录，建设完整的微尺度热传输研究方案。
六、任务计划
时间|任务内容
---|---
第1周|文献综述和前期调研，明确任务和研究方向。
第2周|设计矩形微槽道实验装置和平台。
第3周|进行微槽道实验，记录并分析数据和参数信息。
第4周|分析微槽道中水汽两相流模式特征，并探究其相变传热机制。
第5周|分析微槽道内的气泡形态、壁面温度等因素，研究沸腾临界热流密度。
第6周|构建微槽道饱和沸腾数学模型，仿真分析实验数据。
第7周|撰写学术论文并提交。
第8周|编写实验报告，完成实验数据分析和资料整理。
七、人员分工
主要研究人员：负责实验设计、数据分析，论文撰写等工作。
实验技术人员：负责微槽道实验的组装和调试，数据记录和分析等工作。
八、经费预算
经费项|预算（元）
---|---
实验材料费|5000
实验设备费|30000
实验场地租赁费|2000
出版费|5000
差旅费|2000
工作人员费|30000
合计|77000
以上经费预算由研究人员自行安排和落实，实验过程中需要遵守相关标准和规定，确保实验结果的可靠性和准确性。