别监测工质的温度和压力。然后工质从喷嘴阵列 3 喷出，经喷嘴雾化后喷射到冷却壁面进行 换热，饱和液体工质由于被加热而得以迅速升温并气化，而多余的液体工质和气化后的气体 工质则经过低温冷却循环泵 9 的冷凝换热器 8 冷却成液相流回到储液器 10，从而整个喷雾相 变冷却循环得以实现。

2。2 实验内容及过程

本实验主要通过多喷嘴阵列进行喷雾相变冷却实验，实验所采用的冷却工质为 R134a 冷 却剂,模拟热源的换热面积为 120mm*30mm，喷嘴与换热面之间的距离为 30mm，换热热源为 金属箔电阻模拟热源，实验过程如下：

①在实验开始前，打开真空泵对喷雾循环系统进行抽真空操作，并检查整个循环系统气密性 是否良好，当真空泵显示器读数量级为 0。01 时，关闭真空泵，抽真空结束。将装有 R134a 工 质的液瓶与供液泵的进口连接，在确保无漏气的情况下将液瓶倒立并打开供液泵的进口阀门 对整个循环系统进行充液，同时观察系统的液位显示，当液位高度不再变化时，意味着充液 过程结束，关闭阀门。

②检查喷嘴的位置是否水平，热源表面的位置是否与喷嘴中线垂直。检查完毕后打开流量计 调节按钮调节到适当流量，同时运行低温冷却液循环泵对整个循环系统进行过冷操作，将过 冷温度设置为-10℃，并随时观察系统温度显示器的温度，当显示器的温度达到-7～-8℃左右 时，说明热源表面的温度已接近设定温度。

③运行数据采集仪和计算机系统，开始实时监测热电偶测量点的温度，监测周期设为 4s。当 测量点的温度稳定并接近热源表面初始温度时，打开加热电压装置。

④进行热表面换热特性和温度均匀性在不同喷嘴进口流量条件下的探究实验，R134a 作为冷 却工质，喷嘴初始进口压力为 0。3MPa。依次控制加热电源电压为 100V、150V、200V、225V、 250V 不变，对应电流分别为 11。58A、16。53A、20。68A、22。70A、24。83A，即控制热流密度不 变。通过调节进口压力分别为 0。32MPa、0。35MPa、0。39MPa、0。42MPa、0。45MPa、0。47MPa， 对应的液态工质流量分别为 0。13m3/h、0。15m3/h、0。17m3/h、0。19m3/h、0。21m3/h、0。23m3/h。

本科毕业设计说明书 第 9 页 分别记录同一热流密度而不同流量下的热电偶测量点的电压值，进行后期数据处理，开展喷 嘴流量对热表面换热特性和温度均匀性的研究。

⑤进行热表面换热特性和温度均匀性在不同热流密度条件下的探究实验，R134a 作为冷却工 质，喷嘴初始进口压力为 0。3MPa。依次控制喷嘴进口压力分别为 0。32MPa、0。35MPa、0。39MPa、 0。42MPa、0。45MPa、0。47MPa 不变，也即控制喷嘴进口工质流量分别为 0。13m3/h、0。15m3/h、

0。17m3/h、0。19m3/h、0。21m3/h、0。23m3/h 不变。通过调节加热电源电压分别为 100V、150V、

200V、225V、250V，对应电流分别为 11。61A、16。52A、20。65A、22。68A、24。81A。分别记 录同一进口流量而不同热流密度下热电偶测量点的电压值，后期处理数据，开展热流密度对 热表面换热特性和温度均匀性的研究。

⑥用 Excel 表处理数据，将热电偶测量点的电压值按照经验公式分别求出热电偶测量点温度、 铂电阻热源温度、冷却表面温度，然后根据已处理的数据用 Origin 软件画出变化趋势对比图， 按照图中不同拐点和趋势进行喷雾冷却换热性能分析。论文网

2。3 喷雾冷却换热性能参数

喷雾冷却的换热性能评价指标主要包括换热表面温度、表面过热度、热流密度、换热系 数、冷却工质气化率等，下面分别介绍五种性能指标的计算方法。