氮浆是一种固氮小颗粒悬浮于液氮中形成的液-固两相低温流体,具有密度高、热容大的特性。也因此,氮浆有望成为高温超导电缆等的冷却剂。目前氮浆相关的基础研究仍较少,为推动其实用化,需对其流动及换热性质进行深入研究。本文对氮浆的池沸腾换热特性进行数值模拟和实验研究,主要研究内容包括:1.在欧拉-欧拉模型的基础上建立氮浆的池沸腾换热数值模型。采用颗粒动力学模型描述颗粒间的碰撞以及颗粒和液相间的相互作用,使用RPI热流分配模型描述沸腾表面的换热机理。验证RPI模型和相关沸腾参数模型用于液氮和氮浆核态池沸腾模拟的可行性。基于建立的数值模型对三相点液氮和氮浆池沸腾时各相的行为特征及池内的流动状况进行分析。2.搭建氮浆的池内换热实验装置。使用冻结-融化法制备氮浆,通过电容式密度计测量氮浆内的固相颗粒含量,使用控制热流法获得稳态沸腾工况。通过实验对氮浆的池沸腾换热特性及相关影响因素进行分析。结果表明,氮浆的换热符合典型的核态沸腾换热特征。随着固相浓度的增大,氮浆在核态沸腾区的换热增强。此外,在氮浆的池沸腾实验中观察到明显的迟滞现象。3.建立了氮浆的核态池沸腾换热实验关联式。对Rohsenow式用于液氮和氮浆核态池沸腾换热计算的可靠性进行分析,在此基础上,考虑固相含量对换热的影响,建立适用于饱和液氮及氮浆核态池沸腾换热的关联式。