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強化沸騰傳熱技術國內外研究現狀和發展趨勢

時間:2019-06-01 20:50來源:畢業論文
早在1916年,Chubb就發現EHD能強化沸騰傳熱,可以將水的蒸發速度提高好幾倍,但就算這樣,研究還是沒有被重視,直到1960年,Bochirol[4]等人才首次發表了EHD 強化沸騰換熱的定量結果,之

早在1916年,Chubb就發現EHD能強化沸騰傳熱,可以將水的蒸發速度提高好幾倍,但就算這樣,研究還是沒有被重視,直到1960年,Bochirol[4]等人才首次發表了EHD 強化沸騰換熱的定量結果,之后30年來國外許多學者進行了 EHD 強化沸騰傳熱試驗和理論研究。在最近的十幾年來,研究發現,由于余熱利用暖通空調海洋能和地熱能開發中對減少溫差傳熱和對減少溫差的要求,更加上EHD強化換熱有一系列的優點,如功耗低、易于控制的表面熱流密度、傳熱效果明顯等,促使此項研究有了很大發展,取得了不少成績。但是,我們從一方面來看,EHD強化傳熱的機理還不是很清楚,理論呢也不是很成熟,到目前為止,我們還沒有完整地EHD強化傳熱理論模型;從另一方面來看,到目前為止的大多數研究仍然處于實驗階段,尚還沒有真正應用到工程實際當中去。在目前,從研究方式和手段上看,除了對其機理和理論研究外,很大一部分工作是試驗研究。正是這些實驗研究,對揭示EHD強化沸騰傳熱的機理打下了一個良好的基礎,同時也為這一技術的實際應用提供了依據。本文綜述國內外EHD強化沸騰換熱的文獻資料,進行歸類敘述和分析,試圖在此基礎上給出今后在該領域的研究方向和重點。35897
電水動力學(Electro hydrodynamics,簡稱EHD)強化沸騰傳熱屬主動強化技術,是一種將電場引入傳熱學領域,利用電場、流場、熱場協同作用達到強化傳熱的有效新方法。從1916年,Chubb發現了電場強化沸騰傳熱現象之后,在實驗中,電場可以將水蒸發的速度提高至3倍;像此類強化技術因為科技水平不是很高及節能技術的需求不足的影響,在這之后的將近30年里并沒有引起人們的關注,跟這有關的研究的進展也非常慢。直到上世紀70年代,由于能源危機的爆發,人們從此才開始重視這電場強化技術。論文網 源`自*六)維[論*文'網www.mmeqir.tw
早在1931年,Jakob和Frils就已經進行泡狀池沸騰的強化研究,他倆是在常壓的情況下研究的幾種經過表面處理過的平板對水沸騰的影響,并且他們還研究了那些被處理過的表面在強化沸騰中的持久性;1935年Sauer在平板表面刻劃了0.4*0.4mm和間距為1.6mm方槽上的強化沸騰實驗研究;然而,在這之后的大約20年的時間里強化沸騰傳熱技術就沒能再引起大家的重視;接著從1955年起,大家才重新開始研究粗糙表面對強化沸騰的作用,與此同時,人們開始深入地實驗研究和分析沸騰傳熱的機理,得到的結果是極其重要的;在1987年,Cooper和Allen他們對水平低肋管R114管外沸騰傳熱進行了試驗,顯示了電場強化下換熱系數可增加60倍;后期開展的研究內容開始由考察強化效果轉向揭示強化機理,目前研究結論普遍認為:電場對傳熱的強化效果明顯,其主要源于電場力對氣泡和氣液界面的作用,電場力對氣泡層產生擾動致傳熱表面熱阻減小;該結論的得出讓學者們充分認識到,電場下氣泡行為的研究是闡釋電場傳熱強化機理的關鍵。1993-1998年Ogata、Cho分別對均勻電場下壁面上單個氣泡進行了理論與試驗研究,結果表明,氣泡表面場強呈非均勻分布,使得氣泡表面張力不均勻,氣泡沿與外施電場平行方向被拉長,氣泡接觸角變大、脫離直徑變小;1998年Karayiannis對電場下單個氣泡周圍電場特性進行了研究,結果表明,氣泡引入使得其兩側場強增加、頂部及與壁面接觸底部場強降低,氣泡內部場強不為零且增強;2004年國內董偉博士[9]等通過研究得出與上述一致的結論。對均勻電場下單個氣泡周圍電場分布的研究,當前已有較多研究,結論也基本趨于一致;但是,電場強化傳熱過程主要表現為非均勻電場下多氣泡行為。這些研究學者認為,氣泡在換熱表面上無論是電場力壓制還是被電場力拉伸,都能夠使沸騰傳熱得到強化。但是兩者的機理有很大的差別,前者主要是強化沸騰傳熱的主要機理是:氣泡在拉升的作用下很容易客服表面張力從而使氣泡從換熱面上躍離,氣泡的直徑減小,但是氣泡的脫離頻率增大;后者強化的主要機理是由于氣泡的變形加速了成長速度,而氣泡能夠在電場力和浮力的合力作用下沿著換熱表面做切向運動。 強化沸騰傳熱技術國內外研究現狀和發展趨勢:http://www.mmeqir.tw/yanjiu/20190601/34080.html
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