《熔融鹽液體射流衝擊傳熱的研究》是依託北京工業大學，由陳永昌擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：熔融鹽液體射流衝擊傳熱的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳永昌
- 依託單位：北京工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
熔融鹽作為新型的冷卻介質，具有優良的傳熱傳質性能，在太陽能熱發電、核反應堆和金屬冶煉等領域有著廣泛套用。但其基本傳熱特性及規律的研究甚為缺乏，也限制了熔融鹽冷卻技術的發展。由於熔融鹽的特殊性質，它具有適用溫度範圍廣（300-1000℃之間）、比熱容大、傳熱蓄熱能力強的優勢，同時具有低粘度、低蒸汽壓、熱穩定性好等特性，並有相對較高的熔點，非常適於高溫下的傳熱傳質強化。本項目擬以熔融鹽為冷卻介質，進行射流衝擊傳熱的實驗和理論研究，旨在揭示熔融鹽射流衝擊傳熱機理，建立無量綱的傳熱準則方程式，認清高溫冷卻工質射流衝擊傳熱的變化規律。本項目將優良的傳熱介質熔融鹽與高效的射流衝擊傳熱技術有機結合，為高溫熔融鹽的強化傳熱套用提供理論依據，也為高溫、高熱負荷工況下強化傳熱技術的研究提供參考，進而拓展強化傳熱理論研究和技術套用的範疇。
結題摘要
在國家自然科學基金的資助下，開展了熔融鹽射流衝擊傳熱特性及規律的研究。根據研究計畫，建立了熔鹽射流衝擊傳熱實驗系統，經過詳細的實驗測試和不斷改進，解決了實驗系統的熔鹽凍堵和泄露等問題，克服實驗過程中的重重困難，滿足了實驗測量的精度要求，保證了實驗系統的可靠性和穩定性。在此基礎上，結合實驗和數值模擬方法，研究熔鹽射流衝擊過程中的流動和傳熱特性，對熔鹽射流衝擊強化傳熱的機理進行了總結和分析，主要在於以下方面：（1）熔鹽射流衝擊駐點傳熱規律的研究：考察射流速度、噴射距離和工質熱物性等對駐點傳熱性能的影響，揭示射流衝擊過程中駐點的流動傳熱作用機制，獲得駐點傳熱基本關係式。（2）熔鹽射流衝擊傳熱的徑向分布特性研究：考察射流速度、噴射距離和工質熱物性等對熔鹽射流衝擊過程中局部傳熱特性的影響，揭示熔鹽在壁面射流區的流動和傳熱的作用機制，根據歸一化方法研究局部傳熱的一致性原理，獲得統一的傳熱分布特性公式。（3）熔鹽矩陣射流衝擊傳熱特性的研究：分析矩陣射流衝擊過程中多股流體的偶合作用，考察射流速度、噴射距離和工質熱物性等對於射流衝擊局部傳熱性能的影響，揭示複雜流動工況下矩陣射流衝擊傳熱的基本機理。建立較為適用的導熱係數理論計算模型，並進行熔鹽粘度係數的可靠測定。（4）熔鹽浸沒射流衝擊傳熱特性的研究：結合數值模擬和實驗方法，詳細考察射流速度、噴射距離和工質熱物性等對浸沒射流衝擊傳熱性能的影響，明確浸沒條件下射流衝擊型態與傳熱特性的內在聯繫，分析射流衝擊流場和溫度場對過程傳熱性能的影響。研究結果表明，熔鹽作為高溫傳熱工質，具有明顯的熱物性優勢，如熱容大、粘度低、蒸汽壓力低、適用溫度範圍廣等，與射流衝擊過程結合，顯示出良好的衝擊傳熱特性，其傳熱性能優於常溫液態水，適合作為高溫工況下的傳熱替代工質。對熔鹽射流衝擊傳熱特性和規律的認識和把握，不僅有助於豐富傳熱理論，揭示流動傳熱的本質規律，而且對於熔鹽強化傳熱的實際套用也有重要的參考和指導作用。本項目發表科研論文15篇，其中SCI論文3篇，EI論文3篇；參加國際會議3次和國內會議4次；獲得實用新型專利1項。
