脉动水流换热性能研究现状和发展(3)
时间:2024-04-10 21:59 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
俄罗斯的摩尔多瓦大学热能工程实验课题组[2]在实验研究中以隔膜泵、限流阀和 水锤泵等作为脉动源, 将脉动强化换热应用于供热系统和柴油机余热回收利用等领域, 研究对象从实验研究早期的单循环隔膜泵系统发展到了增强因子比单循环隔膜泵系统 更高的双循环隔膜泵系统。他们的研究结果表明,当加热热介质的流量为 0。5m3 / h 时, 在脉动条件下传热系数能够增加 24%,脉冲频率在 1-5 赫兹范围内,对于双循环隔膜 泵系统的实验,换热设备的表面积能够减少约 40%。 埃及的祖海尔课题组[21]他们是利用电磁阀和往复泵作为实验系统的脉动源,为了 能够解决湍流条件,他们将同轴管式换热器在多参数影响下的传热性能进行深入的实验 研究。 设置实验条件波纹频率从 0 赫兹变化到 4。3 赫兹,Re 数从 3855 变到 11570。实 验结果表明,在冷水侧脉动的情况下,冷热流体的冷热流量是稳定的 10 倍状态,相同方向相同流量的数量是稳态的 8 倍。 伯雷等人[22,23]在 2009 年改进了 Limlech[18]的实验研究系统,他们重新设计将 原来的自动控制阀与单向阀进行并联,通过这样的连接能够保证运行时管路中存在一最 小流量,他们研究并发现脉动流除垢的机理。在食品工业研究领域中,板式换热器,伯 克斯勒等[24]对脉动流体对其传热和结垢性能的影响进行了深入研究,他们在实验系统 中使用往复式活塞泵作为脉动源,经过多次的实验测试,他们最终发现间歇性脉动强化 换热效果比连续脉动要好,伴随着脉动振幅的增加,会得到更好的管路清洁效果。作为 实验研究研究对象是板式换热器的双循环循环,为了研究在层流条件下的脉动传热,古 普塔[25]在试验系统中通过使用振动位移装置来脉冲管中的水流来研究其对传热性能 的影响,他将实验条件无因次脉动的频率从 0。02 设置到 0。055,Re 数从 10 设置到 650。 实验研究结果表明,传热性能随波纹频率的增加而降低,而不发生往复电流。在往复流 动条件下,传热性能随波纹频率的增加而增加 20%,但随着连续下降频率的增加而增 加。卡里沙恩和萨斯特利等人[26]在实验系统中通过使用旋转的封盖阀产生脉动,能够 产生从 0 赫兹变化到 7 赫兹,Re 数从 500 变化到 2200,对脉动流对双管换热器的影响 进行了研究。他们的研究表明,脉动流对高粘度流体的传热将发挥重要作用,并获得了中国石油大学的类似结论。帅[27]研究了脉动喷流对层流条件下同轴管换热器传热性能 的影响。在实验研究中以往复泵作为实验脉动源,能够控制脉动频率从 0 赫兹到 2 赫兹, Re 数从 150 到 1000,往复泵的运动行程从 155mm 到 400mm,实验结果发现强脉冲扰动 下传热系数提高了 300%。近些年以来,湍流条件下的波动也取得了非常大的进展, Barid [28]研究了脉动 流对软水热交换器传热性能的影响。实验中使用的脉动发生器安装在热交换器入口端的 上游,控制纹波频率为 0。8-1。7 赫兹,脉动幅度为 0。0274-0。335 赫兹,雷诺数为 4300〜16200,实验结果表明,雷诺数为 8000,总传热系数提高了 41%。 West 和 Taylor 等[29]研究了脉动流对镀锌管传热系数的影响,在实验研究中使用的脉动源是安装在镀 锌管上游的往复泵,脉冲频率从 0 赫兹到 1。6 赫兹,脉动幅度从 1 到 1。56,雷诺数从 30000 到 85000,实验结果表明,当脉动频率为 1。42Hz 时,传热系数提高了 60%〜70%。 Muller [30]研究了在特定条件下脉动流传热和稳态传热的比较,实验中脉动流的脉动 频率从 0。038 赫兹变化到 0。248 赫兹,Re 数从 53,000 变化到 76,000,实验研究结果表明,在相应的稳态条件下,努希尔的数小于在脉动条件下努西尔的数。 Ishino [31]研究了在恒定壁温下脉动流对管中流动传热性能的影响,实验控制脉动频率从 17。7 赫兹变化到 35。5 赫兹,雷诺数从 8000 到 12800 变化,实验研究结果表明,随脉冲振幅和 脉动频率的增加,最大传热性能降低 50%。 (责任编辑:qin) |