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微通道内气液两相流对流换热实验研究及数值计算
摘要
本研究旨在探索微通道内气液两相流对流换热实验研究及数值计算。该研究采用了实验研究和数值计算相结合的方法，对微通道内气液两相流的对流换热进行了实验研究和数值模拟，研究结果表明，在微通道内气液两相流中，热传递效率较高，其传热系数与液体流速、气体流速、气液流量比等参数有关。通过数值模拟，得出了微通道内气液两相流的热传递和流动规律，为在微通道内的气液两相流研究中提供了一些新的思路和方法。
关键词：微通道；气液两相流；对流换热；实验研究；数值模拟
Abstract
Thisresearchaimstoexploretheexperimentalstudyandnumericalcalculationofconvectiveheattransferofgas-liquidtwo-phaseflowinmicrochannels.Thestudyadoptsacombinedmethodofexperimentalstudyandnumericalsimulationtoinvestigatetheconvectiveheattransferbetweengas-liquidtwo-phaseflowinmicrochannels.Theresultsshowthattheheattransferefficiencyishighingas-liquidtwo-phaseflowinmicrochannels,andtheheattransfercoefficientisrelatedtoliquidflowrate,gasflowrate,gas-liquidflowrateratioandotherparameters.Throughnumericalsimulation,theheattransferandflowlawofgas-liquidtwo-phaseflowinmicrochannelswereobtained,whichprovidedsomenewideasandmethodsfortheresearchofgas-liquidtwo-phaseflowinmicrochannels.
Keywords:microchannel;gas-liquidtwo-phaseflow;convectiveheattransfer;experimentalstudy;numericalsimulation
引言
微通道内气液两相流技术是一种新型的热管理技术，其优点主要体现在微型化、高效、节能、快速响应等方面。在微通道内的气液两相流研究中，对其热传递性能进行了广泛的研究。传统上，研究者会采用实验方法进行研究，但实验仅能得到局部的信息。而且，实验过程中存在许多不确定的因素，造成实验结果的误差。因此，本研究采用了实验研究和数值计算相结合的方法，对微通道内气液两相流的对流换热进行了研究，以期为热管理技术的发展提供支持。
实验方法
本研究采用实验研究和数值模拟相结合的方法。实验设备主要包括实验管道、电子秤、流量控制器、温控器等。实验中使用了不同流速下的液体和气体，分别记录其流量和温度变化，计算传热系数，并绘制相关的曲线图进行分析。
数值模拟方法
本研究采用了计算流体力学（CFD）方法进行数值模拟。使用AnsysFluent软件对微通道内部的流动和热传递进行模拟。在模拟过程中，考虑到了液体、气体的物理特性、表面粗糙度对传热系数的影响等因素。通过数值模拟得到了微通道内气液两相流的流动和温度场分布情况，同时也计算了传热系数。
结果与分析
实验研究结果表明，在微通道内的气液两相流中，热传递效率较高，传热系数随着液体流速和气体流速的增加而增加。但是，当气液流量比达到一定值时，热传递效率反而降低。数值模拟结果也支持了实验结果。通过数值模拟，得到了微通道内气液两相流的流动和温度场分布情况，主要反映了气液两相流的流动状态和热传递现象。
结论
通过实验和数值模拟的研究，我们得出了以下结论：
1.在微通道内气液两相流中，热传递效率较高，传热系数与液体流速、气体流速等参数有关。
2.当气液流量比达到一定值时，微通道内气液两相流的热传递效率反而降低。
3.通过数值模拟，可以得到微通道内气液两相流的流动和温度场分布情况，为探究微通道内气液两相流的热传递和流动规律提供了一些新的思路和方法。
因此，研究微通道内气液两相流的对流换热实验研究及数值计算对于探究热管理技术和热传递机理具有重要意义。