基于超聲技術(shù)的沉浸式換熱器強(qiáng)化換熱的研究.pdf

1、換熱器的強(qiáng)化換熱一直是傳熱傳質(zhì)行業(yè)的研究重點(diǎn)。由于效率高、安全、能量集中等特點(diǎn)，超聲波擁有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景，并且已經(jīng)廣泛的用于各個(gè)行業(yè)。液體在超聲波的作用下會(huì)產(chǎn)生空化效應(yīng)。本文是利用超聲的空化作用，對(duì)沉浸式換熱器進(jìn)行強(qiáng)化換熱的研究。
　　首先，在超聲強(qiáng)化傳熱的基礎(chǔ)上，通過對(duì)等直徑盤管和非等直徑盤管建立相關(guān)的物理模型和數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用Fluent軟件，分別模擬了超聲頻率為20kHz、25kHz、28kHz時(shí)，不同功率對(duì)盤管外換熱的

2、影響。通過比較，可以看出在相同的超聲頻率和功率作用情況下，超聲波對(duì)非等直徑盤管的換熱影響要大于對(duì)等直徑盤管的影響。其次，通過對(duì)比沒有施加超聲波和施加超聲波的情況，比較這兩種情況下水的速度場分布，得出在同一種超聲頻率作用時(shí)，隨著超聲功率的增加，水的流動(dòng)擾動(dòng)增強(qiáng)。這是由于提高了作用在空化泡上的壓力，促進(jìn)了水中空化泡的產(chǎn)生，所產(chǎn)生的壓力波沖擊邊界層，減少了壁面邊界層的厚度，進(jìn)而減小流動(dòng)換熱的阻力，改變了水的流動(dòng)狀態(tài)，從而增強(qiáng)換熱。