幾十年來，微型和微型通道中的傳熱和流體流動機制不僅引起了學術(shù)界研究人員的關(guān)注，也引起了業(yè)界的關(guān)注。隨著設備尺寸的不斷縮小，微型通道技術(shù)可以滿足增加熱功率的要求。它通過最小化系統(tǒng)中的材料和制冷劑流體量來降低運營和制造成本，同時對環(huán)境產(chǎn)生顯著的積極影響。更特別地，微通道中的沸騰是傳熱研究中的關(guān)鍵主題。但是，幾乎所有涉及微通道中流沸騰和流型的實驗研究都表明，宏觀模型無法外推到相同數(shù)量級的通道大小。如今，許多行業(yè)和研究實驗室在汽車應用的燃料電池，化學反應器，熱交換器或微型熱管和脈動熱管等多個應用領(lǐng)域中致力于此類技術(shù)的研究。脈動熱管（PHP）可以描述為由纏繞在一個或幾個冷熱源之間的單個毛細管組成的傳熱設備。它們部分充滿了處于飽和狀態(tài)的工作流體，它們可以通過兩個末端都發(fā)生的蒸發(fā)、沸騰、冷凝現(xiàn)象，將熱量從一個源被動地傳遞到另一個源。

因此，與微通道的情況一樣，應通過更好地了解毛細加熱管道測溫和流體動力現(xiàn)象來進一步發(fā)展脈動熱管。應使用特定的實驗可視化技術(shù)來增進我們的理解并量化此類設備中發(fā)生的轉(zhuǎn)移：紅外熱成像在毛細加熱管道測溫的物理現(xiàn)象的實驗研究中很有用。

圖為紅外熱成像對管道測溫

本研究的重點是通過使用毛細加熱管道測溫來確定沉積的薄膜的蒸發(fā)特性。在液相和氣相之間，彎液面在壁上沉積了一層薄的液膜。該薄膜通過蒸發(fā)在壁上引起強烈的熱傳遞，從而導致外壁溫度大大降低。使用紅外熱成像對毛細加熱管道測溫可以更好地理解這種現(xiàn)象，紅外熱成像有助于分析蒸發(fā)過程中存在的傳熱特性。考慮到該方法的高度瞬態(tài)性質(zhì)，沉積膜的厚度是最重要的參數(shù)。在通過不涉及液體或僅涉及液體流動的測試對測量方法進行驗證之后，將使用水作為工作流體的實驗結(jié)果與參數(shù)已知的數(shù)值熱模型的結(jié)果進行比較。

通過紅外熱成像法對毛細加熱管道測溫，以確定在彎液面通過加熱的測試部分期間的彎液面位置。在對空管和加熱管內(nèi)部的單相流進行驗證之后，測試表明了該方法的可行性。對與沉積在半無限段塞流下游的液態(tài)薄膜蒸發(fā)有關(guān)的傳熱和傳質(zhì)進行了實驗分析。介紹了在加熱的毛細管中，薄膜長度是沉積膜的初始厚度，彎液面速度和壁上的熱通量密度的第一級函數(shù)，其中包括所引起的壁中儲存的熱能的釋放。

參考文獻

Nicolas Chauris, Vincent Ayel, Yves Bertin, Cyril Romestant. Evaporation of a liquid film deposited on a capillary heated tube: Experimental analysis by infrared thermography of its thermal footprint. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2015.