《化學/相變複合吸熱過程的傳熱機理研究》是依託華南理工大學，由李靜擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：化學/相變複合吸熱過程的傳熱機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李靜
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
冷卻物質的熱沉能力是噴射冷卻的核心。在超高熱流密度器件的快速冷卻問題上，本項目提出活性碳-二氧化碳水合物噴射冷卻、利用化學熱沉快速移除熱量的傳熱原理及技術。即活性碳-二氧化碳水合物混合工質在高溫表面產生吸熱分解、相變汽化，相變後產物之間發生強烈吸熱化學反應，利用化學熱沉大幅度提高傳熱能力。建立混合工質噴射冷卻系統，對物理熱沉和化學熱沉進行傳熱測量，以系統熱力學角度研究物理、化學熱沉,獲得活性碳-二氧化碳水合物噴射冷卻傳熱機理的直接證據。在理論和數值模擬方面，建立噴射表面結構對撞擊沸騰吸熱過程和微粒氣化吸熱反應的傳熱分析模型，提出求解策略，獲得表面結構對傳熱影響的規律性機理以及複雜氣液固多相化學反應對熱質傳遞過程的深層機理等。
結題摘要
隨著社會日新月異的不斷進步，高溫或者超高熱流密度的存在阻礙著諸多現代高新技術的發展和突破，例如在先進燃氣輪機發動機、大功率半導體雷射器、高超聲速飛行器機頭等套用領域，國內外對解決高熱流密度或者超高溫這類問題的研究日益重視。針對這類問題本課題組進行了基礎性的嘗試和研究，首先，提出化學/相變複合吸熱的新想法，按所套用溫度範圍不同，特選取活性碳-二氧化碳水合物作為冷卻工質，利用間歇法和連續合成法來製備二氧化碳水合物，並且理論研究了活性碳-二氧化碳反應的吸熱速率特性和實驗測得其摩爾焓值，驗證了該反應套用於移除超高熱流密度的可行性和高效性。其次，利用Gambit、Fluent等仿真軟體對高溫熱基板的碳-二氧化碳噴射冷卻模型進行二維和三維模擬，獲得溫度場分布、質量分數分布等模擬結果，最終完成活性碳與二氧化碳氣體噴射冷卻實驗並將其結果與仿真結果進行對比分析。
