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亚临界沸腾包括界面蒸发和气泡动力学诱导的传热, 但超临界传热是否存在类界面蒸发和类气泡传热以及两者间的转换缺少直接的实验证据. 本文进行了超临界CO2液池传热的实验研究, 压力和液池温度分别为8—10 MPa和15 ℃. 作为加热元件和感温元件, 22 mm长和70 μm直径的镍铬丝水平放置在液池中, 光纤探针垂直放置, 其顶端高于镍铬丝200 μm. 发现随热流密度或壁面过热度的持续增大, 依次发生自然对流、类界面蒸发、类蒸发-沸腾转换、类沸腾4种传热模式. 本文重点关注类界面蒸发和类沸腾传热以及两者间的转换. 在类界面蒸发模式下, 传热系数随壁面过热度增大略有下降, 光纤输出小幅/高频信号, 不存在主频, 多尺度熵大, 表征随机信号波动. 在类蒸发-沸腾转换模式下, 光纤输出大幅/低频周期信号, 存在明显主频, 多尺度熵小, 代表有序的周期性脉动传热. 在以类气泡为特征的类沸腾模式下, 光纤信号波动幅度介于类蒸发和转换模式之间, 主频不明显, 多尺度熵也介于类蒸发和转换模式之间. 研究获得了超临界类沸腾直接的实验证据, 加深了对超临界传热机理的理解, 为后续理论研究和工程应用提供了基础.

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《光纤探针测量及多尺度熵鉴别超临界类沸腾传热模式》

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文件号：296073

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