金属纤维毡表面池沸腾传热机理研究

多孔介质表面因其易产生汽化核心而具有强化沸腾换热的作用，本项目采用一种汽化核心（孔径和空隙率）尺寸易于控制的多孔表面-烧结在金属基面上的金属纤维毡进行强化池沸腾传热机理的研究，提出采用分形维数对金属纤维毡孔形貌进行有效表征的方法，建立微观孔形貌和宏观参数之间的关系；在不同金属材料、工质、纤维毡表征参数下，系统地研究金属纤维毡水平表面和管外池沸腾传热的机理，采用高速摄影技术测量汽泡生长过程，采用微PIV技术测量高热流密度区蘑菇汽团结构下宏观液层流体速度分布；基于金属纤维毡表征参数和实验结果，建立高热流密度产生的蒸汽柱与其周围宏观和微观层流体的流动传热模型，开发相应数值方法。本项目的研究对揭示烧结金属纤维毡多孔表面上的沸腾传热机理和完善相关数理模型方面具有重要的学术价值，研究成果可为新型强化沸腾换热表面的设计开发提供理论指导，补充和发展现有沸腾强化换热的理论体系。