高温部件喷雾冷却系统设计+文献综述(5)
Lin 等[24]分别对以体积比20%甲醇与80%水和50%水与50%甲醇的混合物为喷雾工质进行了喷雾冷却实验。结果发现：混合工质喷雾冷却的热流密度介于纯水和纯甲醇的热流密度之间。在一定工况下，50%甲醇和50%水的混合工质对应的热流密度和纯水的热流密度相差不大。
1.2.2.3 加热面特性
对加热面的强化，如粗糙表面、微结构表面的研究也是现阶段研究的重点。普遍研究表明，对于加热面的强化作用可以显著提高喷雾冷却性能。
陈东芳等[25]利用高速摄影仪对具有矩形毛细微槽群结构的加热表面进行喷雾冷却的传热特性进行了可视化实验研究．研究结果表明：喷雾冷却与毛细微槽结构相结合可实现高效率的相变换热过程；随着壁面温度的增加，槽表面经历了槽面完全被水浸没区、薄液膜区、部分干涸区和完令干涸区四个不同阶段；低温区主要是界面蒸发传热方式，高温区主要是沸腾换热方式。
王亚青等[26]对大功率喷雾冷却中的无沸腾区进行实验研究后认为，流量是决定冷却效率的最重要参数，流量增加冷却效率降低。因粗糙表面更利于换热，故在喷嘴雾化参数相同的情况下，粗糙表面冷却效率更高。
Eric A. Silk等[27]对立方体鳍、金字塔鳍 、直鳍与光滑四种表面在相同条件下进行喷雾冷却，结果发现三种强化表面的临界热流密度（CHF）都比光滑表面大，且临界热流密度的大小依次为直鳍、立方体鳍、金字塔鳍。Christof Sodtke等人[28]在实验中通过红外摄像机观察三相交接线的长度也证明了不同形状和高度的微结构表面对于热流密度的增加有着显著的作用。
1.2.2.4 外部环境特性
对外部环境的研究集中在系统的环境压力上。环境压力主要通过改变相变温度，从而影响喷雾冷却性能。另外，国外也有关于太空失重条件下喷雾冷却的研究[29]。
余勇胜等[30]通过实验后证明，在氨喷雾相变过程中，文持较高的饱和蒸发压力有利于传热系数提高，过热度的降低。
程文龙等[31]研究了系统压力对喷雾冷却特性及温度均匀性的影响，最后得到了喷雾冷却的传热性能与系统压力的关联式。结果表明，在较低的压力下，喷雾冷却的性能增加明显。另外，低压下喷雾冷却的表面温度不均匀性小于常压下喷雾冷却的表面温度不均匀性，系统压力越低，表面温度不均匀性越小。
喷雾冷却过程的换热机理理解的还不够全面，对某些问题还有待更深入的研究。影响喷雾冷却换热性能的因素很多，且各因素间的相互影响错综复杂，还需要更加系统的实验以获取更加全面、有效的结论。
1.3 喷雾红外隐身的研究现状
1.4 本文的主要工作
在本课题中将通过实验的方式，研究影响快速冷却换热性能的一些主要因素，分析其对换热过程影响的机理。在总结已有的对换热因素研究的基础上，实验中我们将主要针对喷雾高度和角度、喷嘴入口压力、流量等主要因素进行实验分析，并就喷雾对红外隐身的效果进行了讨论。本文主要内容包括：
1). 阐述实验装置的设计过程，分析了喷雾冷却中实验装置选择的依据，并根据实验目的搭建了快速喷雾冷却装置；
2). 对影响喷雾冷却的主要因素进行实验，并对结果进行分析比较；
3). 通过实验，对喷雾的红外隐身效果进行讨论；
4). 总结实验结论，为进一步实验提供参照；
2 喷雾实验装置设计
本实验装置包括喷雾系统、热源模拟系统、测量系统，主要系统简图如图2.1，实物图如图2.2。水箱中的水经过高压泵加压后，通过压力表和流量计测量其压力和流量，再通过阀门调节器流量大小，最后又经喷嘴形成水雾喷射到加热板表面。加热板表面的温度由K型热电偶测得，经过数据采集仪，由电脑读出并记录数据。本实验主要研究喷雾对高温表面的冷却以及红外隐身的综合效应，因此在试验中布置了上下两层喷嘴，下层喷嘴是对加热板表面进行直接喷雾冷却，上层用于喷雾遮蔽，后文中分别将其称为喷雾冷却喷嘴和喷雾遮蔽喷嘴。
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