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强化沸腾传热技术国内外研究现状和发展趋势

时间:2019-06-01 20:50来源:毕业论文
早在1916年,Chubb就发现EHD能强化沸腾传热,可以将水的蒸发速度提高好几倍,但就算这样,研究还是没有被重视,直到1960年,Bochirol[4]等人才首次发表了EHD 强化沸腾换热的定量结果,之

早在1916年,Chubb就发现EHD能强化沸腾传热,可以将水的蒸发速度提高好几倍,但就算这样,研究还是没有被重视,直到1960年,Bochirol[4]等人才首次发表了EHD 强化沸腾换热的定量结果,之后30年来国外许多学者进行了 EHD 强化沸腾传热试验和理论研究。在最近的十几年来,研究发现,由于余热利用暖通空调海洋能和地热能开发中对减少温差传热和对减少温差的要求,更加上EHD强化换热有一系列的优点,如功耗低、易于控制的表面热流密度、传热效果明显等,促使此项研究有了很大发展,取得了不少成绩。但是,我们从一方面来看,EHD强化传热的机理还不是很清楚,理论呢也不是很成熟,到目前为止,我们还没有完整地EHD强化传热理论模型;从另一方面来看,到目前为止的大多数研究仍然处于实验阶段,尚还没有真正应用到工程实际当中去。在目前,从研究方式和手段上看,除了对其机理和理论研究外,很大一部分工作是试验研究。正是这些实验研究,对揭示EHD强化沸腾传热的机理打下了一个良好的基础,同时也为这一技术的实际应用提供了依据。本文综述国内外EHD强化沸腾换热的文献资料,进行归类叙述和分析,试图在此基础上给出今后在该领域的研究方向和重点。35897
电水动力学(Electro hydrodynamics,简称EHD)强化沸腾传热属主动强化技术,是一种将电场引入传热学领域,利用电场、流场、热场协同作用达到强化传热的有效新方法。从1916年,Chubb发现了电场强化沸腾传热现象之后,在实验中,电场可以将水蒸发的速度提高至3倍;像此类强化技术因为科技水平不是很高及节能技术的需求不足的影响,在这之后的将近30年里并没有引起人们的关注,跟这有关的研究的进展也非常慢。直到上世纪70年代,由于能源危机的爆发,人们从此才开始重视这电场强化技术。论文网 源`自*六)维[论*文'网www.lwfree.cn
早在1931年,Jakob和Frils就已经进行泡状池沸腾的强化研究,他俩是在常压的情况下研究的几种经过表面处理过的平板对水沸腾的影响,并且他们还研究了那些被处理过的表面在强化沸腾中的持久性;1935年Sauer在平板表面刻划了0.4*0.4mm和间距为1.6mm方槽上的强化沸腾实验研究;然而,在这之后的大约20年的时间里强化沸腾传热技术就没能再引起大家的重视;接着从1955年起,大家才重新开始研究粗糙表面对强化沸腾的作用,与此同时,人们开始深入地实验研究和分析沸腾传热的机理,得到的结果是极其重要的;在1987年,Cooper和Allen他们对水平低肋管R114管外沸腾传热进行了试验,显示了电场强化下换热系数可增加60倍;后期开展的研究内容开始由考察强化效果转向揭示强化机理,目前研究结论普遍认为:电场对传热的强化效果明显,其主要源于电场力对气泡和气液界面的作用,电场力对气泡层产生扰动致传热表面热阻减小;该结论的得出让学者们充分认识到,电场下气泡行为的研究是阐释电场传热强化机理的关键。1993-1998年Ogata、Cho分别对均匀电场下壁面上单个气泡进行了理论与试验研究,结果表明,气泡表面场强呈非均匀分布,使得气泡表面张力不均匀,气泡沿与外施电场平行方向被拉长,气泡接触角变大、脱离直径变小;1998年Karayiannis对电场下单个气泡周围电场特性进行了研究,结果表明,气泡引入使得其两侧场强增加、顶部及与壁面接触底部场强降低,气泡内部场强不为零且增强;2004年国内董伟博士[9]等通过研究得出与上述一致的结论。对均匀电场下单个气泡周围电场分布的研究,当前已有较多研究,结论也基本趋于一致;但是,电场强化传热过程主要表现为非均匀电场下多气泡行为。这些研究学者认为,气泡在换热表面上无论是电场力压制还是被电场力拉伸,都能够使沸腾传热得到强化。但是两者的机理有很大的差别,前者主要是强化沸腾传热的主要机理是:气泡在拉升的作用下很容易客服表面张力从而使气泡从换热面上跃离,气泡的直径减小,但是气泡的脱离频率增大;后者强化的主要机理是由于气泡的变形加速了成长速度,而气泡能够在电场力和浮力的合力作用下沿着换热表面做切向运动。 强化沸腾传热技术国内外研究现状和发展趋势:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190601/34080.html
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