EHD强化传热国内外研究现状
时间:2018-04-03 15:01 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 英国学者Chubb发现EHD强化可以提高锅炉的沸腾换热而且蒸汽量提升了3倍，高达3.4倍左右，并申请了专利。之后近20年，未见相关报道。至1936年，Senftleben等发现电场对气体自然对流也有强化作用。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20世纪50年代初，Kronig等于实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，至此才可以了EHD强化传热的系统研究。20510 20世纪50年代至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传热，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。强化传热的效果通常用强化系数表示，不同实验条件下，强化传热系数可达2-12倍，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者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。Volkoff于实验中发现，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，对于较高的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，其强化传热系数可达1-8.4倍。早期的研究多以实验观测和现象描述为主，Schmidt等通过对实验现象的观测，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传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对Ahsmann等提出的电影响参数做进一步修正，其结果与实验数据吻合得较好。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，并首次对电荷松弛时间进行分析。之后的数年中，有越来越多的学者做了大量的实验研究及理论分析工作。尤其是Turnbull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做出了很大贡献。 经历了20多年的发展之后，从20世纪80年代中期开始，EHD强化对流换热进入了新的发展阶段。在90年代，随着余热利用、暖通空调、海洋能和地热能开发对中小温差传热的要求，电场强化自然对流换热得到了重视和快速的发展。近些年来发表的EHD强化对流换热论文占1916年以来发表的论文总数的70%以上。在此阶段内，研究人员开始由单个的实验研究转向各种因素对EHD强化对流换热的影响规律和EHD强化对流换热的机理的研究。1990年，Cooper提出了EHD强化对流换热模型。Pascual等于实验中验证了此模型的有效性，并指出该模型对于均匀和非均匀电场都适用。 因此，EHD强化传热是一门古老而又新兴的强化传热技术 (责任编辑：qin) |