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缸盖冷却水的沸腾传热模型


赵 伟  苏 铁 熊 : 盖冷 却 水 的沸 腾 传 热 模 型  缸 5   缸 盖冷 却水 的沸 腾传 热 模 型  赵 伟 苏 铁 熊  ( 中北 大 学 )   [ 要 ] 对缸 盖 水腔 内的冷却 水 流 动 沸腾 传 热计 算 ,本 文介 绍 了两 种 沸腾 传 热模 型 。模 型  摘 针 认 为流动 沸腾 总传 热量 等 于泡核 沸腾 和 单相 流对 流传 热之 和 .介 绍 了常 用的 C e h n模 型 .然后介  绍 了一种基 于加 权 叠加 方 法基础 上 的 ,计 算过 冷 流动 沸腾传 热 的新模 型 Faz 型 。 rn 模   [ 关键 词 ] 盖模 型  沸腾 传 热  Ch n模 型  Faz 型  缸 e rn 模 1 引 言    当 发动 机 的冷 却 液 流过 冷 却 水套 时 , 热量 通 过  为 热 流 密 度 最 大 点 , 称 为 临 界 热 流 密 度 。 当 壁 面  被 温度 继续 升高 , 泡 形 成速 度加 快 , 目剧 增 , 相  气 数 并 互 汇 合成 一 层 不 稳定 的气 膜 , 响 了传 热 , 热 流  影 使 密度 下 降 , 过渡 沸 腾 阶段 。当气 膜 层 达 到 稳定 状  为 态时 , 即进 入 了膜 态 沸腾 阶段 。此 时 冷却 水 套 温 度  相 当 高 ,固体 温度 将 超 过 发 动机 零 部 件 的 温 度 限  制, 容易 引 起 危 险 , 也 是 为 什 么 早 期 发 动 机 冷 却  这 水套 壁 面传 给 冷却 液 , 计 合理 的冷 却 水套 可 以对  设 发动 机进 行 适 度 冷却 . 证 了发 动机 关 键零 部 件 的  保 温度 分布 合 理 , 高 了发 动 机 的_ 可靠 性 。 由文  提 T作 献 I 知 , 着 发 动 机 冷 却 水 套 壁 面 温 度 与 水 套 内 冷    呵 随 却 液 的饱 和温 度之 差 的变 化 , 套 内可 发生对 流 、 水 核  态沸腾 传热 和膜 态沸腾 传 热 ,其 中核态 沸腾 转换 为  膜 态沸腾 的 中间过 程 为过 渡沸腾  发动 机缸 盖 内传  递 的热 流密度 q与 △ 关 系 曲线如 图 1 示 。 所   设 计 要 将 冷 却 液 的 流 动 限 制 在强 制 对 流 传 热 阶 段  的原 因 。但 是 目前发 动机 冷却 系统 的设计 人 员越来  越 关 注核 态 沸腾 的高 传热 性 能 . 现 利用 沸 腾 传 热  发 的高 温 冷 却 性 能 ,可 以减 小 受 热 零 部 件 内 温 度梯  度 , 高 发 动 机 受 热 零 部 件 的可 靠 性 , 且 还 可 以  提 而 适 度 减小 冷 却 液流 量 及 冷却 水 腔 的容 积 , 而 减小  从 发 动机 体 积 , 低燃 油 消 耗率 。 因此 发动 机 冷 却水  降 套 内 的核态 沸腾 传热 现象 受 到 了越 来 越多 的重视 。   2 沸 腾 模 型 的 选 择  两相 流 因流 动形 式 及 传热 机 理 的复 杂性 使 其一  横 坐 标 为 △ 7  )纵 坐 标 为 l  q W/m ) T ; ( 0× ( c     图 1气 缸 盖 冷 却 水 套 中 q与 AT 关 系 曲线  直 是研 究 的热点 问 题 , 述单 相 介 质 流动 的流 动方  描 式 常用 层 流 和湍 流 区 分 ,这也 常被 称 为 流

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