梯形微通道气液分相强化换热实验研究

针对微通道换热器强化沸腾换热,提出分段式梯形换热结构,该结构可实现气泡在表面张力驱动下间断性流向通道两侧,保持中间加热区为液体,实现气液分相流动,进而强化沸腾换热性能.采用无水乙醇为工质,实验研究直肋和梯形结构铜基表面在热流密度为160～320 kW/m2和工质流量为0.4～2.0 g/s时壁温、换热系数等参数变化规律.结果表明:在饱和沸腾区,梯形分相结构可有效实现气液分离,进而降低壁面温度,大幅提高换热系数;如在25 mm位置处,5段结构换热系数比平行结构换热系数提高了60.4％;在单相加热区,换热面积为主要影响因素,直肋结构换热系数略大,但换热系数比饱和沸腾时小一个数量级.平均换热系数分析得到5段结构微通道比平行结构微通道提高了53.8％,可见分段式结构可实现气液分相流动,有效提高沸腾换热的平均换热系数,增强整体换热能力.