R134a工质作用下电场对气泡的作用研究+ANSYS模拟(3)
时间:2016-12-18 10:28 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
Zaghdoudi等分析了气泡外某一固定方向的上的速度之大小，并计算了法向和切向电场力对气泡变形产生的影响。 国内一些学者对单个气泡进行了研究，结果表明，气泡的引入使得其两侧的场强增加、顶部及其底部的场强降低，气泡内部场强不为零气泡的引入使得其两侧的场强增加、顶部及其底部的场强降低，气泡内部场强不为零。 1916年，英国学者Chubb[1]发现EHD能强化沸腾换热，使锅炉产生的蒸汽量为由107 kg / h•m2提高到366 kg / h•m2，其强化效果可达3.4倍左右，并申请了专利。之后的近二十年，未见相关报导。至1936年，Stenftleben发现电场对气体自然对流也具有强化作用。但由于当时对节能的需求不十分迫切，世界各国对强化传热的研究还未足够重视，所以上述EHD强化传热现象一直没有引起人们的关注。直至二十世纪50年代初，Kronig于试验中证实了电场可增加绝缘的电介质液体的对流换热系数。至此，才开始了EHD强化传热的系统研究。 50至70年代中期，EHD强化传热研究多数集中在单相对流换热方面，包括对单相气体和液体的研究。对于气体，主要研究了水平或垂直放置的平板和管内的强化换热，采用的电极形式为针状或线状电极，工质多数为空气，也有少数学者对氮气、二氧化碳及惰性气体进行了研究。研究结果表明，不同试验条件下，其强化换热系数可达2~12，并对其强化原因给出如下解释：在强电场作用下，电极附近的气体分子发生电离，大量离子运动产生的电晕风对平板或管壁附近的气体运动产生很大的扰动，从而大大地加强了气体与壁面间的对流换热。Velcoff[4]于试验中发现，只有当电场强度超过一定的程度并使得产生的电晕风速度与空气速度为同一量级时，才有明显的强化作用。因此，对于较高风速就需要很强的电场，这将引起附属设备的复杂化。对于单相液体，工质多数为电介质，如变压器油等，其强化换热系数可达1~8.4。早期的研究多以试验观测和现象描述为主，Schmidt[5]通过对试验现象的观测，指出电对流是强化单相液体换热的主要原因。发展至60年代，已有学者对单相液体强化换热机理进行了较深入的研究，并取得了一系列重要成果。1962年，Bonjour[6]对Ahsmann[7]提出的电影响参数作进一步修正，其结果与试验数据吻合得较好。此外，提出了流体电导率分布不均匀所产生的自由电荷的电泳力会影响换热，并首次对电荷松驰时间进行分析。之后的数年中，有越来越多的学者做了大量的试验研究及理论分析工作。尤其是Turnbull于68、69年期间发表了近9篇文章，对电场引起的电对流现象进行了较全面的分析，他指出直流电场作用下，自由电荷所引起的电泳力对换热的强化起主导作用，提出了新的电影响参数表达式，为EHD强化单相对流换热研究作出了很大贡献。这期间，也有一些学者做了有关熔解、凝固和升华、凝结等方面的研究，但成果颇为有限。 与此同时，EHD强化沸腾换热的研究也在开展。首次EHD强化池沸腾的定量结果发表在1960年，是由法国学者Bochirol[8]等人完成。试验中采用线状电极、铂丝通电加热，施加50 Hz交流电。观察到的主要现象为：核态沸腾的汽化核心数目减少；膜态沸腾的蒸汽膜不稳定；核态沸腾到膜态沸腾的之间的过渡沸腾过程消失。且采用了不同工质，其强化效果有所差异，由高到低依次为半导体（如纯水，丙酮等）、极性电介质、非极性电介质，其中半导体所需电压较低，该工作推动了EHD强化沸腾换热的进一步展开。在此后的二十多年间，EHD强化沸腾换热的研究逐渐活跃起来，且多偏重于考察核态沸腾到膜态沸腾的转变。这一阶段做了大量的考察性试验，并对其传热效果进行了定性分析，尽管许多试验都是零散的，但对探讨EHD强化沸腾换热的影响规律奠定了基础。研究结果表明，电场可以使核态沸腾延迟发生，但对充分发展的池内核沸腾却没有明显的影响。此外，电场可极大地提高临界热流密度，还有利于减少和消除有机介质的沸腾热滞后现象。 (责任编辑：qin) |