Bubble Behavior and Heat Transfer in Quasi-Steady Pool Boiling in Microgravity

Pool boiling of degassed FC-72 on a plane plate heater has been studied experimentally in microgravity. A quasi-steady heating method is adopted, in which the heating voltage is controlled to increase exponentially with time. Compared with terrestrial experiments, bubble behaviors are very different, and have direct effect on heat transfer. Small, primary bubbles attached on the surface seem to be able to suppress the activation of the cavities in the neighborhoods, resulting in a slow increase of the wall temperature with the heat flux. For the high subcooling, the coalesced bubble has a smooth surface and a small size. It is difficult to cover the whole heater surface, resulting in a special region of gradual transitional boiling in which nucleate boiling and local dry area can co-exist. No turning point corresponding to the transition from nucleate boiling to film boiling can be observed. On the contrary, the surface oscillation of the coalesced bubble at low subcooling may cause more activated nucleate sites, and then the surface temperature may keep constant or even fall down with the increasing heat flux. Furthermore, an abrupt transition to film boiling can also be observed. It is shown that heat transfer coefficient and CHF increase with the subcooling or pressure in microgravity, as observed in normal gravity

生物甲烷系统的能耗-绿色度两目标优化

针对生物质发酵制备生物甲烷这一复杂系统,本文以能耗和环境影响作为2个优化的目标函数,以温度、压力和回收率等为优化变量,并同时以质量守恒、能量守恒、技术选择和环境影响为约束条件,建立了两目标的混合整数非线性规划(MINLP)模型。其中,能耗目标以生产单位甲烷所需要消耗的能量为评价标准,环境影响目标则以生产单位甲烷的系统的绿色度为评价标准。同时,本文采用绿色度方法对低劣生物质和沼液沼渣的环境影响进行定量的分析和评价。针对这一复杂非线性优化问题,采用非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行求解并得到系列Pareto优化解集。优化结果定量地揭示了各目标之间的权衡关系。同时,优化结果可为决策者提供有价值...</p

BUBBLE DYNAMICS OF QUASI-STEADY POOL BOILING IN MICROGRAVITY

本文实验研究了微重力条件下的准稳态核态池沸腾现象中的气泡动力学特征及其对传热特性的影响,发现在低过冷度沸腾中,聚合汽泡表面的强烈振荡促进了整个加热面上的核化过程与核态沸腾传热;而高过冷沸腾中,聚合气泡在表面张力作用下呈球状,难以覆盖整个加热表面,导致核态沸腾向膜态沸腾的过度过程表现为"核态沸腾+局部的干斑扩展"现象,相应的传热曲线没有明显转折.微重力条件下池沸腾临界热流随过冷度和压力的增加而升高,与地面结果定性相符

双模态过渡池沸腾实验研究

利用控制加热电压和加热面平均温度两种方法，实验研究了常压（0．1MPa）、室温（16℃）条件下除气后的R113在直径60μm细铂丝表面的池沸腾传热现象，观测了单相对流、核态沸腾、双模态过渡沸腾和膜态沸腾4种传热模式中的汽相分布及其传热特征，发现充分发展的核态沸腾传热曲线、膜态沸腾传热曲线及临界热流的数值分别与文献中常用关联式的预测一致，而核态沸腾和膜态沸腾共存的稳定双模态过渡沸腾曲线被一极小值点分为两个连续分支，邻近膜态沸腾的右支上热流与过热度成正比，而邻近核态沸腾的左支上热流则随过热度增长而下降，并且只出现在加热面平均温度受控的实验中

微重力准稳态池沸腾中的气泡动力学研究

本文实验研究了微重力条件下的准稳态核态池沸腾现象中的气泡动力学特征及其对传热特性的影响，发现在低过冷度沸腾中，聚合汽泡表面的强烈振荡促进了整个加热面上的核化过程与核态沸腾传热；而高过冷沸腾中，聚合气泡在表面张力作用下呈球状，难以覆盖整个加热表面，导致核态沸腾向膜态沸腾的过度过程表现为“核态沸腾＋局部的干斑扩展”现象，相应的传热曲线没有明显转折。微重力条件下池沸腾临界热流随过冷度和压力的增加而升高，与地面结果定性相符

BUBBLE DEPARTURE DIAMETER IN MICROGRAVITY POOL BOILING

本文报道了空间微重力池沸腾过程中的汽泡脱落现象，观测到微重力条件下小汽泡行为与常重力时相似，但在中等尺寸范围内，汽泡往往粘附在加热丝上做横向振动，并不断合并所碰到的小汽泡，直到超过临界尺寸后脱落。本文在Lee模型（1992）的基础上引入热毛细作用力，成功地解释了实验观测到的独特的汽泡动力学行为特征

Experimental Study on Two-mode Transitional Pool Boiling

利用控制加热电压和加热面平均温度两种方法，实验研究了常压（0．1MPa）、室温（16℃）条件下除气后的R113在直径60μm细铂丝表面的池沸腾传热现象，观测了单相对流、核态沸腾、双模态过渡沸腾和膜态沸腾4种传热模式中的汽相分布及其传热特征，发现充分发展的核态沸腾传热曲线、膜态沸腾传热曲线及临界热流的数值分别与文献中常用关联式的预测一致，而核态沸腾和膜态沸腾共存的稳定双模态过渡沸腾曲线被一极小值点分为两个连续分支，邻近膜态沸腾的右支上热流与过热度成正比，而邻近核态沸腾的左支上热流则随过热度增长而下降，并且只出现在加热面平均温度受控的实验中

EXPERIMENTAL STUDY ON POOL BOILING IN MICROGRAVITY

本文利用我国第22颗返回式卫星开展了微重力条件下过冷池沸腾传热实验研究。实验中采用桥式自反馈电路控制加热面温度，加热元件为长30mm、直径60pm的铂丝，实验工质为0．1MPa压力下过冷度为26℃的R113。实验发现，沸腾起始温度不受重力水平影响，而微重力核态沸腾传热略有增强，汽泡脱落行为也有着不同的特征