含内热源多孔介质的局部换热特性实验研究

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含内热源多孔介质的局部换热特性实验研究 昝元峰　 王涛涛　 肖泽军　 王飞　 黄彦平　 摘　要：建立了含内热源的多孔介质模型.该模型以水作为流动介质,流道内填满金属颗粒球,金属颗粒球呈正三角形排列.作为内热源的金属球内镶嵌电阻丝.在此模型的基础上,通过实验研究了流速、金属球壁面温度对含内热源多孔介质局部换热特性的影响规律.研究结果表明:压力对换热特性几乎没有影响;低热流密度下,表面热流密度对换热特性没有显著的影响;高热流密度时,换热系数随热流密度的增大而增加;冷却剂进口温度与换热系数成反比;球层区有入口效应存在,但是影响区域明显小于管内流体的流动区域;获得了幂指数形式的无量纲换热准则关联式,预测值与实验值误差在±10%以内. 关键词：内热源;多孔介质;换热特性 分类号：O357.3;TK124 　文献标识码：A 文章编号：0258-0926(2008)01-0057-05 Experimental Study on Local Heat Transfer Characteristics of Porous Media with Internal Heat Source ZAN Yuan-feng　 WANG Tao-tao　 XIAO Ze-jun　 WANG Fei　 HUANG Yan-ping

基金项目：国家自然科学基金资助项目(50476049) 作者简介：昝元峰(1970-),男,副研究员.2004年毕业于西安交通大学动力工程及工程热物理专业,获硕士学位.现主要从事气-液两相流、反应堆热工水力与安全、超临界流体技术和环境保护等方面的研究工作,在国内外期刊杂志上发表有关论文10余篇,获专利两项. 作者简介：王涛涛(1981-),男,助理工程师.2002年毕业于西安交通大学核工程专业,获学士学位.现主要从事反应堆工程管理工作. 作者简介：肖泽军(1967-),男,研究员.2004年毕业于西安交通大学反应堆工程专业,获博士学位.现主要从事反应堆安全传热及两相流方面的研究. ' X/ i5 a7 O: j- c" F/ a7 B0 C作者单位：昝元峰（中国核动力研究设计院空泡物理和自然循环国家级重点实验室,成都,610041）　 　　　　　王涛涛（中国核动力研究设计院空泡物理和自然循环国家级重点实验室,成都,610041）　   w8 l; h: @% R: |. p' d% F　　　　　肖泽军（中国核动力研究设计院空泡物理和自然循环国家级重点实验室,成都,610041）　 : _' N4 ~2 K7 \& @! a; e" @　　　　　王飞（中国核动力研究设计院空泡物理和自然循环国家级重点实验室,成都,610041）　 　　　　　黄彦平（中国核动力研究设计院空泡物理和自然循环国家级重点实验室,成都,610041）　 参考文献： , [4 Y3 M/ a" z' f[1]Izadpanah M R,Steinhagen H M,Jamialahmadi M.Experi-mental and Theoretical Studies of Convective Heat Transferin a Cylindrical Porous Medium[J].International Journalof Heat and Fluid Flow,1998,19:629～635. [2]Mohamad A A.Heat Transfer Enhancements in Heat Exchangers Fitted with Porous Media Part I:Constant Wall Temperature[J].International Journal of Thermal Sciences,2003,42:385～395. # p% }5 P' `! [+ z; B[3]Jamialahmadi M,Steinhagen H M,Izadpanah M R.Pres-sure Drop,Gas Hold-up and Heat Transfer during Single and Two-phase Flow Through Porous Media[J].Interna-tional Journal of Heat and Fluid Flow,2005,26:156～172.   M9 t! r! b8 y% L5 P[4]Jiang P X,Si G S,Li M,et al.Experimental and Numeri-cal Investigation of Forced Convection Heat Transfer of Air in Non-sintered Porous Media[J].Experimental Thermal and Fluid Science,2004,28:545～555. " I/ U, h3 W3 E& {  m/ b' h[5]李勐,姜培学,余磊等.流体在烧结多孔槽道中对流换热的实验研究[J].工程热物理学报,2003,24(6):1016～1018. [6]杜建华,王补宣.带内热源多孔介质中的受迫对流换热[J].工程热物理学报,1999,20(1):69～72. [7]Islam M R,Namdukumar K.Transient Convection in Saturated Porous Layers with Internal Heat Source[J].Int.J Heat Mass Transfer,1990,33:151～163. 3 B* J( q* t/ _0 ^# F0 W4 n[8]Stewart W E,Burns A S.Convection in Heat Generating Porous Media in a Concentric Annulus with a Permeable out Boundary[J].Int.Comm.Heat Mass Transfer,1992,19:127～135 [9]卞卫,王补宣.具有内发热源多孔介质的混合对流[J].工程热物理学报,1992,13:394～397. 5 Y8 l- x, q& D# O) l

收稿日期：2006年11月15日 修稿日期：2007年12月5日 出版日期：2008年2月15日