2。3。1  热表面温度

为了测量换热表面温度，实验中在距离换热表面 0。5 mm 的热沉四个端面处布置九个热 电偶，实验时测得的电压值对应测点的热沉温度，再根据傅立叶一维导热定律计算得出换热 表面温度，公式如下：

式中： Tw 表示为换热表面某一点温度；

Ta 表示为热沉表面的温度；

q" 表示为此时热表面热流密度； h 表示为铝合金的导热系数；

表示为热电偶测点与换热表面垂直距离。

2。3。2 过热度

喷雾冷却加热壁面过热度可定义为加热表面的温度与冷却工质在腔内发生汽化达到的饱 和温度的差值，用 Tsat 表示，其计算公式如下：

式中：Tw 表示为加热表面的壁温，通过热沉中安装的 K 型热电偶根据公式（2-1）得出；

Tsat 表示为 R134a 冷却工质的汽化饱和温度。

2。3。3 热流密度

实验以300V稳压稳流直流电源供电来加热换热表面，其热流密度等于稳压稳流直流电源 提供的总加热功率与换热表面面积的比值，热流密度的大小反应了喷雾相变冷却能力的高低 程度，其计算公式如下：

式中：U 表示为稳压直流电源所加电压；

I 表示为通过薄膜铂电阻的电流；

A 表示为薄膜铂电阻加热面的面积。

2。3。4 换热系数

在喷雾相变冷却中强迫对流是主要的换热机制，其对应的对流换热系数也是衡量喷雾相 变冷却换热性能的重要指标，计算公式如下：

式中： q" 表示为换热表面的热流密度；

Tw 表示为冷却表面的平均温度；

Tin 表示为喷嘴进口工质的温度。

2。3。5 冷却工质汽化率

喷雾相变冷却中冷却工质的汽化率表示冷却工质喷射到换热表面上蒸发成气态的部分所 占工质总量的比例，从汽化率的大小可以判断出喷雾相变冷却的换热机制，强迫对流换热或 者是核态沸腾换热，其计算公式如下：

式中：表示为冷却工质的汽化率；

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Q 表示为冷却工质带走的热量，其值等于热流密度与换热面的乘积；

Qv 表示冷却工质的体积流量；

r 表示冷却工质的汽化潜热；

c pl 表示为冷却工质的定压比热容；

表示为工质的密度；

T 表示为冷却工质的进出口温差；

Tin 表示为冷却工质的进口温度；

Tout  表示为冷却工质的出口温度。

2。4 误差分析

① 导热长度和换热面积的误差：

导热长度尺寸测量的精度为 0。02mm，热电偶层距离换热表面间距以及热电偶层相互间距 的最小值为 1。5mm，导热长度的相对误差可表示为：

换热表面的标准长度为 120mm，以此为基准换热面长度的相对误差为：文献综述

换热表面的标准宽度为 30mm，以此为基准换热面宽度的相对误差为：

换热面积的标准值为 36cm2，以此为基准换热面积的相对误差为：

其中： l0 表示为热电偶层最小间距；

l 表示为换热面长度； d 表示为换热面宽度； A 表示为换热面积。

② 温度的测量误差：

冷却工质的温度主要通过温度传感器测量，精度为 0。1℃，其误差为：

换热基底的温度通过热电偶监测，热电偶的精度为 0。1，其误差为：