低溫液體－水相際傳熱傳質(zhì)分析與實驗研究.pdf

1、本課題研究低溫液體與水直接接觸所發(fā)生的流動與相際傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象。低溫液體與水接觸過程中低溫液體產(chǎn)生液-氣相變，浮升力的突變和氣相的可縮性使此問題異常復(fù)雜。本文從理論分析上，提出了一些簡化性假設(shè)以求解這一問題。 本文分析了低溫液體與水直接接觸所發(fā)生的流動與相際傳熱傳質(zhì)現(xiàn)象。采用波前追蹤法來追蹤低溫液體－水相界面，并估算低溫液柱生存距離。在不同的水壓下，低溫液體與水之間的傳熱傳質(zhì)特性有所不同。建立了適合水壓為常壓和超臨界壓力下的低溫液

2、體－水傳熱模型，根據(jù)傳熱模型進(jìn)行了數(shù)值計算，得出低溫液體溫度場分布，確定了低溫液體-水相界面的生存距離，并對常壓下低溫液體－水相界面的傳質(zhì)系數(shù)進(jìn)行了分析與估算。直徑出口液氮在水壓為常壓和超臨界壓力下生存距離分別為和左右，其他計算結(jié)果也表明低溫液體水下直接釋放是可行的。 本文進(jìn)行了常壓液氮水下釋放的實驗研究，獲取并分析釋放過程中流型的圖像信息和測溫數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行了分析，液氮液柱生存距離的估算值與實驗觀測值進(jìn)行了比較，二者能較好地吻

3、合。首次進(jìn)行了加壓液氮與常壓水直接接觸實驗。獲取了一些實驗現(xiàn)象的圖像信息和測溫數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行了分析，此時氣液氮混和流的生存距離遠(yuǎn)大于常壓液氮液柱的生存距離。實驗結(jié)果也說明低溫液體水下直接釋放是可行的。同時提出了模擬超臨界壓力實驗環(huán)境的實驗方案，設(shè)計了實驗臺架、設(shè)備。 本文的工作驗證了低溫液體水下直接釋放的可行性，為釋放裝置的設(shè)計提供了一定的依據(jù)。文中建立的傳熱模型及傳質(zhì)分析對于今后建立綜合考慮了傳熱傳質(zhì)及流動的復(fù)雜模型具有一定的