低溫液體－水相際傳熱傳質分析與實驗研究.pdf

1、本課題研究低溫液體與水直接接觸所發(fā)生的流動與相際傳熱傳質現(xiàn)象。低溫液體與水接觸過程中低溫液體產(chǎn)生液-氣相變，浮升力的突變和氣相的可縮性使此問題異常復雜。本文從理論分析上，提出了一些簡化性假設以求解這一問題。 本文分析了低溫液體與水直接接觸所發(fā)生的流動與相際傳熱傳質現(xiàn)象。采用波前追蹤法來追蹤低溫液體－水相界面，并估算低溫液柱生存距離。在不同的水壓下，低溫液體與水之間的傳熱傳質特性有所不同。建立了適合水壓為常壓和超臨界壓力下的低溫液

2、體－水傳熱模型，根據(jù)傳熱模型進行了數(shù)值計算，得出低溫液體溫度場分布，確定了低溫液體-水相界面的生存距離，并對常壓下低溫液體－水相界面的傳質系數(shù)進行了分析與估算。直徑出口液氮在水壓為常壓和超臨界壓力下生存距離分別為和左右，其他計算結果也表明低溫液體水下直接釋放是可行的。 本文進行了常壓液氮水下釋放的實驗研究，獲取并分析釋放過程中流型的圖像信息和測溫數(shù)據(jù)并對其進行了分析，液氮液柱生存距離的估算值與實驗觀測值進行了比較，二者能較好地吻

3、合。首次進行了加壓液氮與常壓水直接接觸實驗。獲取了一些實驗現(xiàn)象的圖像信息和測溫數(shù)據(jù)并對其進行了分析，此時氣液氮混和流的生存距離遠大于常壓液氮液柱的生存距離。實驗結果也說明低溫液體水下直接釋放是可行的。同時提出了模擬超臨界壓力實驗環(huán)境的實驗方案，設計了實驗臺架、設備。 本文的工作驗證了低溫液體水下直接釋放的可行性，為釋放裝置的設計提供了一定的依據(jù)。文中建立的傳熱模型及傳質分析對于今后建立綜合考慮了傳熱傳質及流動的復雜模型具有一定的