R134a工质作用下电场对气泡的作用研究+ANSYS模拟(6)
时间:2016-12-18 10:28 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
2 EHD强化沸腾换热理论基础 2.1 EHD强化传热机理 沸腾换热属于两相换热，在这种换热方式中，EHD对传热的强化作用主要是由电场对汽泡的力和作用于汽液界面上的力等因素单独或综合影响的结果。另外一方面就是汽液界面上的电荷与换熟面上电荷的拉伸作用。EHD力在沸腾传热中的作用，除了促进汽泡的运动外，一方面它使核状沸腾的汽泡发生变形或使较大的汽泡变小，另一方面它对膜状沸腾中的汽膜产生破坏，从而使膜状沸腾转变为核状沸腾。 EHD强化传热，除了涉及到传统的流场和温度场之间的相互作用外，还涉及到电场，因此，它是一个复杂场(或复合场)的多场综合效果。实际上，在该问题中，流体在电场中包含带电粒子、极性分子、非极性分子以及汽液界面等，这些组分在电场中的受力情况各不相同，受力以后产生的运动又相互作用，一方面，流体中的温度梯度使流体的导电系数发生变化，从而产生空间电荷，即温度场影响了电场；反过来空间电荷在电场中的运动以及电场力又影响了流场；电场和流场的相互作用又影响了温度场及传热效果。因此，EHD强化换热的机理非常复杂，多年来，国内外学者为探索EHD强化传热的机理作了不懈的努力，也取得不少进展。 EHD强化传热过程的完整描述需要从流场、温度场和电场三方面着手，而且要考虑它们之间的相互耦合作用。Panofsk根据电磁学理论，给出了电场中流体所受电场体积力的一般表达式： (2-1) 式(2-1)中右侧第一项为电场施加于介质中自由电荷上的力，称为电泳力（Electrophoretic Force）或库仑力，该力的方向取决于自由电荷的极性和电场的方向；第二项表示由于介电常数 的空间变化而产生的施加于介质上的力，称为介电电泳力（Dielectrophoretic Force）；第三项表示由于介电常数的随介质密度 的变化而产生的施加于介质上的力，称为电致收缩力（Electrostrictive Force）。 对于电场作用下的不可压缩流体，考虑到其所受的电场体积力，其Navier—Stokes方程为： (2-2) 式中 指加速度，包括局部项 和对流项 ，矢量 表示单位体积的流体所受的重力， 为压力梯度， 为粘滞力。 对电场作用下的流体能量方程，需在一般能量方程中加上电阻耗散项 ，即： (2-3) 该式忽略了流体的压缩功和粘性耗散项。 不可压缩流体的连续性方程仍为： (2-4) 对于电介质液体，各电力项之间的关系可用下列静电场基本方程来表示： 式中，电流密度J ，可表示为： (2-8) (责任编辑：qin) |