目前制冷装置中大多数水冷冷凝器的冷却水需要另外设置冷却塔进行冷却。考虑到这种冷却方式不仅设备庞大,而且能耗高,本文设计了一种新型的浸没式鼓泡蒸发冷却装置,采用多孔的砂板取代通常使用的孔板,可获得更为均匀和细密的气泡。同普通的淋水式换热器不同,本实验装置的换热管束浸没于泡沫中,管壁交替同冷却水和空气泡接触,热量由水的蒸发带走,热量的传递主要是以潜热的形式进行。由于目前国内外对鼓泡蒸发冷却过程在换热方面的关注和研究较少,本文对不同空塔速度、不同的换热管表面热流密度以及管束的排布方式对换热系数及空气流动过程阻力的影响进行了实验研究,总结了本实验条件下换热及阻力的实验关联式。实验采用三块砂板的有效鼓泡面积分别为0.0413 m~2、0.03192m~2、0.0273m~2。空塔速度的范围是1.7cm/s～7.1cm/s;热流密度从1kW/m~2到19kW/m~2之间变化。实验结果表明,在实验范围内,空塔速度越大,换热系数越大;换热系数随热流密度的增大而增大;相同条件下,叉排管束换热系数小于顺排管换热系数。通过对实验数据的回归分析,分别得出叉排管束与顺排管束的鼓泡蒸发冷却换热性能实验准则关系式,平均绝对误差分别为18%和13%。鼓泡过程中的阻力主要是空塔的阻力和液层的阻力。空塔阻力主要与空塔速度有关,随空塔速度的增大,空塔阻力是逐渐增大的;液层阻力不仅与空塔阻力有关,也受液层高度影响。根据实验数据,得到总阻力的实验关联式为: P = △P_D +△P_L=7. 46×10~5 V~1.687+2.0×10~5V~0.8H~0.3