【摘要】：電場(chǎng)強(qiáng)化沸騰傳熱技術(shù)主要通過電場(chǎng)、流場(chǎng)和溫度場(chǎng)之間的耦合作用來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化換熱的目的,將電場(chǎng)強(qiáng)化技術(shù)引入微通道流動(dòng)沸騰,可進(jìn)一步提高微通道換熱器的換熱性能,在解決微尺度熱質(zhì)輸運(yùn)問題方面具有廣泛的應(yīng)用前景。設(shè)計(jì)了針狀、線狀兩種電極結(jié)構(gòu)下的微細(xì)通道試驗(yàn)段,通過在電極上施加較低的電壓,即可在通道內(nèi)形成高強(qiáng)度的非均勻性電場(chǎng),其中針狀電極形成的是間斷電場(chǎng),線狀電極形成的是連續(xù)電場(chǎng)。以制冷劑R141b為工質(zhì),研究了針狀電極電場(chǎng)作用下微細(xì)通道內(nèi)流動(dòng)沸騰的傳熱及壓降特性,結(jié)果表明:針狀電極形成的間斷電場(chǎng)可以在整個(gè)電極分布區(qū)都表現(xiàn)出很好的強(qiáng)化沸騰傳熱效果,且電壓越高強(qiáng)化效果越好,850 V下的平均飽和沸騰傳熱系數(shù)相比0 V時(shí)平均可提高41%。電場(chǎng)強(qiáng)化效果與干度有關(guān),本試驗(yàn)中干度小于0.11時(shí),強(qiáng)化效果顯著;干度高于0.23時(shí),強(qiáng)化效果大大降低。電場(chǎng)強(qiáng)化沸騰傳熱效果還與熱流密度和質(zhì)量流率有關(guān),熱流密度越低、質(zhì)量流率越高,強(qiáng)化效果越顯著。電場(chǎng)的作用使得通道內(nèi)摩擦作用增強(qiáng),因此導(dǎo)致總壓降、兩相流壓降、單位長(zhǎng)度兩相摩擦壓降均隨著電壓的升高而有所升高,試驗(yàn)條件下微細(xì)通道內(nèi)的總壓降最高提高了16.21%。進(jìn)行了線狀電極作用下的微細(xì)通道流動(dòng)沸騰試驗(yàn),結(jié)果表明:由線狀電極形成的連續(xù)性電場(chǎng)也可以起到強(qiáng)化沸騰傳熱的效果,且其強(qiáng)化規(guī)律與針狀電極有相同之處,熱流密度越低、質(zhì)量流率越高,電場(chǎng)強(qiáng)化效果越好。線狀電極電場(chǎng)強(qiáng)化沸騰傳熱所需的最小電壓有所提高,本試驗(yàn)中線狀電極在400 V時(shí)表現(xiàn)出強(qiáng)化效果,而針狀電極僅需250 V。低電壓條件下,線狀電極的強(qiáng)化效果比針狀電極弱,400 V時(shí)針狀電極、線狀電極的強(qiáng)化因子分別為1.44、1.24;而高電壓時(shí),線狀電極的強(qiáng)化效果又比針狀電極強(qiáng),850V時(shí)針狀電極、線狀電極的強(qiáng)化因子分別為1.69、1.75。通過對(duì)氣泡所受的電場(chǎng)力進(jìn)行分析可知,電場(chǎng)之所以能夠強(qiáng)化沸騰傳熱是由于電場(chǎng)力可以將氣泡壓迫在換熱壁面,從而大大增加了薄液膜區(qū)的蒸發(fā)面積。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK124
【圖文】：

第二章 EHD 強(qiáng)化沸騰傳熱原理及電極布置方章的文獻(xiàn)研究已經(jīng)表明 EHD 強(qiáng)化沸騰傳熱是一種極具潛力的強(qiáng)化傳多學(xué)者的關(guān)注，但目前的研究多是針對(duì)大空間池沸騰或者常規(guī)通道的文則試圖將電場(chǎng)引入微細(xì)通道，研究電場(chǎng)作用下微細(xì)通道內(nèi)流動(dòng)沸騰本章首先介紹 EHD 強(qiáng)化沸騰傳熱機(jī)理，然后再闡述微細(xì)通道內(nèi)的電應(yīng)的電場(chǎng)分布情況。通道內(nèi)的薄液膜蒸發(fā)理論通道內(nèi)的流動(dòng)沸騰作為一種氣液兩相流，包含了眾多沸騰氣泡的生成相互作用等系列子過程，換熱機(jī)理十分復(fù)雜[58]。具有一定過冷度的液道時(shí)沿流動(dòng)方向不斷吸收著熱量，溫度逐漸升高，整個(gè)微細(xì)通道根據(jù)別，沿工質(zhì)流動(dòng)方向可分為三個(gè)區(qū)域，如圖 2-1 所示：

圖 2-2 彎月面的蒸發(fā)模型[62]膜厚度和液面彎曲程度的逐漸增加導(dǎo)致這一區(qū)液膜厚度的增加使得固液界面的分子作用力逐此產(chǎn)生的毛細(xì)力逐漸增強(qiáng)，這兩種力的綜合作液膜厚度的增加，毛細(xì)力的影響逐漸增強(qiáng)，而起始階段局部換熱系數(shù)快速上升，達(dá)到最大值段，汽液界面上液體分子與固體壁面分子之間降，而其界面彎曲形成的毛細(xì)壓差又極小，這高的速率蒸發(fā)，從而使得換熱系數(shù)急劇增加。區(qū)域，固液分子間的相互作用力因液膜厚度過大可

第二章 EHD 強(qiáng)化沸騰傳熱原理及電極布置方案就是介電電泳現(xiàn)象。沸騰過程中電場(chǎng)對(duì)氣泡的 Pohl[67]研究了氣泡在均勻介質(zhì)中所受的電場(chǎng)力個(gè)介電常數(shù)為2 、半徑為 R 的球體，推導(dǎo)出作：2212113d2F 2 R E ，球體為氣泡，因此1 <2 。d的方向即為電場(chǎng)強(qiáng)度降低的方向，如圖 2-3

【參考文獻(xiàn)】

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1 董智廣;郁鴻凌;董偉;李瑞陽(yáng);;均勻電場(chǎng)作用下氣泡變形的研究[J];上海理工大學(xué)學(xué)報(bào);2010年05期

2 黃p

本文編號(hào)：2781502