喷雾冷却技术研究(3)
1.3 喷雾相变冷却国内外研究现状 国内外众多学者对喷雾相变冷却技术进行了研究，并取得了大量的理论成果和实验结论，同时应用也非常广泛，但喷雾相变冷却过程是一个非常复杂的能质传输过程，换热性能的优劣取决于各参数之间耦合作用机制，单相和两相喷雾冷却的换热机制还没有确定。目前对喷雾相变冷却的的研究主要以实验研究为主，同时也存在理论模型和系统仿真研究。 喷雾冷却的进一步发展将需要应用新的实验技术，用来测量液膜的厚度、剪切应力，并用高速摄像仪观测液滴冲击和表面液膜的变化。
1.3.1喷雾相变冷却换热主要影响因素 马重芳等[9]人就气泡成核对沸腾换热的影响进行了理论和实验研究。实验中利用声空化场和液体过冷度诱发气泡成核， 并用圆形液体高速冲击驻点时的射流和纳米颗粒抑制气泡成核。实验数据表明，诱发受热表面气泡成核能强化沸腾换热，抑制受热表面上的汽泡成核会使沸腾换热强度减弱。因此，气泡成核能影响沸腾换热曲线的斜率和位置，是影响喷雾冷却的重要因素。 Huseyin Bostanci 等[10]人在闭式喷雾冷却循环中以氨作为工质，研究多尺度表面结构对临界热流密度（CHF）的影响。结果表明，对于参照光滑表面来说多尺度结构的表面使得临界热通量增加了 18%，达到 910 W/cm2。结果还揭示了一些基于目前了解下喷雾冷却传热机制方面的见解。相比一个光滑的表面，增强表面被发现能保留更多的液体，并通过结构内的毛细管力有效地传播液体薄膜。这一重要的优势可延迟高热流密度下干斑的发生，并导致更高 CHF。 Schwarzkopf 等[11]人采用PF-5060 作为喷雾冷却工质，维持喷淋高度为 14 mm 不变，喷射角度θ在 0°～60°之间变化，实验表明喷射角度θ＜40°时，临界热流密度（CHF）基本不变,当喷射角度θ＞40°时，文献综述临界热流密度（CHF）随倾角增加急剧减小。Daniel P. Rini 等[12]通过实验研究以 FC－72 为冷却工质喷雾冷却时气泡的行为，其目的为了揭示工质流量与气泡成核的关系，实验发现增加工质流量可以增加二次成核的数量，在一定的热流密度下，热源表面温度降低。同时由于强迫对流和核态沸腾的双重作用而增强了平均换热系数；与此同时，增加工质流量使气泡的生命周期和生长时间缩短。
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