超聲波對管板式換熱器的強(qiáng)化傳熱試驗(yàn)研究.pdf

1、ExperimentalStudyonHeatTransferEnhancementinTube—sheetHeatExchangerbyUltrasonicWaVeAThesisSubmittedtoSoumeastUIliVersityFortheAcademicDe燈eeofMasterofEng恤e舐ngBYZhangPengSupeⅣisedbyProfessorChenZhenqianSe血orengilleerWeiLil

2、lSchoolofEnergyandEhVironmentSoutheastU11iVersityJune2015摘要摘要換熱器強(qiáng)化傳熱技術(shù)是的目前研究熱點(diǎn)。本文探索了超聲波強(qiáng)化傳熱技術(shù)，對小型管板式換熱器的超聲波強(qiáng)化傳熱特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究。分析了超聲波技術(shù)在強(qiáng)化傳熱的基本原理，研制了超聲波強(qiáng)化傳熱特性試驗(yàn)臺(tái)并根據(jù)具體的試驗(yàn)平臺(tái)，并以水為兩側(cè)流體介質(zhì)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，分析了在不同流體流速與不同流體溫度條件下超聲波強(qiáng)化傳熱的能力。試驗(yàn)結(jié)果表

3、明，隨著流速的增大超聲波強(qiáng)化傳熱效果會(huì)逐漸增加，但增加的幅度會(huì)隨之減小并趨于穩(wěn)定。研究結(jié)果還表明，隨著流體水溫度越高超聲波強(qiáng)化傳熱效果越明顯，試驗(yàn)中強(qiáng)化傳熱率最高可以達(dá)到126％。試驗(yàn)研究超聲波作用功率與水的含氣率對超聲波強(qiáng)化傳熱的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，改變超聲波的作用功率時(shí)強(qiáng)化率也會(huì)隨之發(fā)生較大改變，當(dāng)功率小于某一值時(shí)強(qiáng)化率會(huì)隨作用功率的增加而明顯增加，然而超過此功率后強(qiáng)化率會(huì)緩慢的趨于一個(gè)穩(wěn)定值，再增加功率并無太大改觀。此外含氣率對強(qiáng)

4、化率的影響也非常顯著，介質(zhì)中存在某一含氣率，當(dāng)實(shí)際含氣率小于此值時(shí)可以顯著提升強(qiáng)化傳熱效果，但高于此值時(shí)強(qiáng)化效果減弱。分析發(fā)現(xiàn)這都由于超聲波空化作用造成的，高功率與高含氣率均利于空化，但強(qiáng)化傳熱效果并不完全取決于空化效果。對超聲波強(qiáng)化傳熱系統(tǒng)還進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性分析，得出綜合試驗(yàn)工況下的經(jīng)濟(jì)系數(shù)，表現(xiàn)為在試驗(yàn)中向超聲波發(fā)生器輸入額定的電能后換熱器所獲得的平均換熱量的增加值與額定功率之比。最后，結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析不同工況下的強(qiáng)化換熱過程，總結(jié)出針