工质性质对EHD强化沸腾换热的影响
在EHD两相沸腾换热中所采用的工质多数为R11、R113、R114和R123等制冷剂,制冷剂与油的掺混物,以及非共沸混合工质。对于不同工质,由于其电物性参数的不同,强化效果也有所差异。本文来自辣%文~论!文\网,
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对于纯工质的情形,有些学者进行了电场作用下强化效果的对比研究。Oh[20]在试验中对比了R113、R11和FC11三种工质的强化效果,相同试验条件下,R113与R11的强化效果相差不大,R113强化系数为1.8,稍高于R11的1.3,而FC11几乎没有强化效果。Ohadi[21]等人比较了R11和R123的强化效果,结果发现R123强化系数明显高于R11,这与Karayiannis[18]、黄烜[37]得出的试验结果相一致。王发刚采用苯、R11、乙醚和乙酸乙酯四种工质作为研究对象,比较了其强化效果的差异,结果表明,乙酸乙酯强化效果最好,乙醚次之,而苯和R11强化效果最较弱,且两者相差不大,该作者从工质的电物性和分子结构角度给出了解释。
对于制冷剂与油的掺混物,Ohadi[21]等人进行了研究,在R123中加入2%和5%的润滑油进行试验。结果发现EHD能减少制冷剂掺润滑油混合物中的泡沫,在相同的电压、热流密度、小掺油比下,EHD强化系数随着润滑油浓度的增加而降低,EHD能耗也随着含油量的提高而提高。
非共沸混合工质是制冷和热泵系统中的常用工质,其蒸发和冷却是在变化的温度下进行的,它可以近似模拟洛仑兹循环以满足节能需要。黄烜[35]采用纯R11工质和R11 / R134a混合工质进行试验,结果发现R11 / R134a混合工质强化效果为12.20,明显高于R11的4.79;且随着R11 / R134a混合工质中R134a比例的增加,强化效果明显提高。Yabe[66]采用R123 / R134a非共沸混合工质进行试验研究,当提供7 kV电压时,强化系数达到3。Ogata[29]比较了纯R11和R11 / C2H5OH(2%)混合工质的强化效果,发现混合工质明显高于纯R11工质。
对于不同工质这种强化效果的差异,以往的研究多数从电荷松弛时间这一角度做了定性分析,认为液体的电荷松弛时间越短,EHD作用越明显。当电荷松弛时间远大于汽泡跃离时间时,则电场对汽泡无影响。例如:R123以及R11 / C2H5OH (2%)混合工质的强化效果均比R11好,因前两者的电荷松弛时间分别为0.89×10-3s和0.92×10-3s,远小于R11的1.3s。
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