自激振蕩脈沖對(duì)流換熱的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、流體流動(dòng)中的換熱現(xiàn)象普遍存在于工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域中，因此如何強(qiáng)化換熱、節(jié)約能源是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。在當(dāng)今能源嚴(yán)重短缺的時(shí)代，這方面的研究更具有緊迫性。隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)能源開發(fā)、利用和節(jié)約的要求不斷提高，因而對(duì)換熱器的技術(shù)要求也日益增強(qiáng)了，換熱器的優(yōu)化就越來越重要。正是在這種迫切要求下，基于自激振蕩能產(chǎn)生脈沖流動(dòng)而影響流動(dòng)邊界層從而提高對(duì)流換熱系數(shù)來強(qiáng)化換熱的考慮，需要開展對(duì)自激振蕩的機(jī)理及其應(yīng)用的研究。 將Helmhol

2、tz共振腔應(yīng)用于換熱器來增強(qiáng)換熱是一種新的強(qiáng)化換熱方法。我們?cè)O(shè)計(jì)了一種換熱效果較好的Helmholtz共振腔，并通過實(shí)驗(yàn)研究了Helmholtz共振腔對(duì)換熱器的換熱強(qiáng)化效果，分析了水力參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)換熱效果的影響，得出了對(duì)流換熱系數(shù)及換熱強(qiáng)化比隨流量的變化規(guī)律，同時(shí)得到了如下重要結(jié)論：①對(duì)一定結(jié)構(gòu)的共振腔，配以適當(dāng)?shù)乃?shù)，就可以產(chǎn)生自激振蕩，對(duì)于同一結(jié)構(gòu)的共振腔，水力參數(shù)不同，產(chǎn)生的自激振蕩的強(qiáng)弱也不同，隨著壓力的增加，自激振蕩的

3、強(qiáng)度也增加；②將共振腔產(chǎn)生的自激振蕩流引入換熱器后，當(dāng)自激振蕩達(dá)到一定的強(qiáng)度時(shí)，能夠破壞層流底層，從而可以強(qiáng)化換熱，Helmholtz共振腔在絕大多數(shù)工況下能將管內(nèi)換熱系數(shù)提高10％-30％；③對(duì)同一結(jié)構(gòu)的共振腔，后噴嘴結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)換熱有一定影響，這是由于后噴嘴長度的變化會(huì)引起共振腔固有頻率的改變，從而改變共振腔出口射流的脈動(dòng)頻率；④共振腔不是在所有的工況下都能強(qiáng)化換熱。當(dāng)流量及壓差降低至一定程度時(shí)，共振腔還可能削弱換熱；⑤加熱功率的提高