热流密度对EHD强化沸腾换热的影响
低热流密度下的EHD强化效果明显高于高热流密度,且当热流密度高于一定值后几乎没有强化效果。这具体体现为电场可以显著强化单相自然对流换热,并使核沸腾延迟发生,但是对充分发展的池内核沸腾却没有明显的影响。EHD对于低热流密度的传热具有很好的效果,这对强化小温差传热,使之在较小的过热度下实现强烈沸腾,克服小温差传热的不利因素有着重要的意义。
黄烜等人[37]在研究中发现,同一电压下,热流密度为4 kW/m2时,其强化系数为2.67;而热流密度升至8 kW/m2时,强化系数降低到1.27。且认为高热流密度时,壁外沸腾传热强烈,生成的汽泡较多,汽泡的运动会对壁面流体产生扰动,一方面破坏了管壁表面的热边界层,另一方面可使周围较冷液体补充到壁面,从而在无电场作用时就有较好的传热效果,因而电场对传热的强化效果相对减弱。Singh[23]试验中观察到同样的结果。
此外,Thornton[24]在试验中观察到在一定的热流密度下,电场会抑制成核。Pascual[25]指出在一定的热流密度下,施加电场后,由于自然对流的强化,使沸腾受到抑制,造成电场作用下充分发展的核态沸腾区减少。因而,在工程应用中,要注意确定EHD适用的热流密度范围。
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