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4.1物理问题描述 21
4.2电场控制方程及边界条件 21
4.3计算结果及分析 22
4.3.1工质对气泡周围电势分布的影响 . 22
4.3.2工质对气泡周围电场分布的影响 . 29
5 结论 37
致谢 38
参考文献 39
1 绪论
1.1课题选择依据及研究意义
随着现代工业的迅速发展,以能源为中心的环境、生态等问题日益加剧,节能是非常重
要的,也是当务之急,世界各国都在寻找新能源和节能新途径。换热器作为换热设备,广泛
应用于冶金、化工等各个工业领域中,强化传热技术的应用不但节能环保,而且节约了投资
和运营成本,所以,换热器的强化传热技术一直以来都是一个重要课题,受到研究人员的重
视,各种研究成果不断涌现。
当今世界，由于工业，经济的巨大发展，世界各国普遍面临着能量短缺问题，开发新
能源以及如何高效利用现有能源得到了世界各国的普遍关注。由于换热设备在工业生产中
的广泛应用，提高换热器效率，研究强化换热的新技术成为人们日益关注的传热学新课题。
换热器种类繁多，广泛应用于石油化工、冶金、电力、造纸、船舶、机电、分区供热、
暖通空调、余热利用、核工业、食品饮料、医药纺织等工业领域。据资料统计，在现代石
油化工企业中，换热器的投资约占装置建设总投资的 30%～40%，在合成氨生产中，换热
器约占全部设备总台数的 40%，世界各国不断地从事着对新型高校换热设备的研究，以期
提高热能利用率，不断降低对天然能源的消耗，因此换热器在减少企业的建设投资和提高
企业的经济效益方面具有不可忽视的重要影响。要达到此目的，就迫切需要研究各种高效
能紧凑节能型的换热器。
随着现代新工艺、新技术、新材料的不断发展和能源问题的日益严重, 必然带来更多
的高性能、高参数换热设备的需求。换热器的性能对产品质量、能量利用率以及系统的经
济性和可靠性起着重要的作用, 有时甚至是决定性的作用。目前在发达的工业国家热回收
率已达96%, 换热设备在石油炼厂中约占全部工艺设备投资的 35%～40% 。其中管壳式换
热器仍然占绝对的优势, 约70% 。其余30%为各类高效紧凑式换热器、新型热管和蓄热器
等设备, 其中板式、板翅式、热管及各类高效传热元件的发展十分迅速。随着工业装置的
大型化和高效率化, 换热器也趋于大型化, 并向低温差设计和低压力损失设计的方向发
展。当今换热器的发展以 CFD ( Computational Fluid Dynamics) 、模型化技术、强化传热
技术及新型换热器开发等形成了一个高技术体系。
1.2 国内外发展概况
1.2.1 国内
为了提高换热器的换热系数，强化传热效率，国内外出现了多种强化原件和强化措施，
主要包括在换热器中使用螺旋槽管、横纹管、缩放管、波纹管等扩展表面的方法。另外，在利用处理表面法、粗糙表面法的强化传热技术方面也有了一定的研究。
目前较为新型高效的两种换热器热板式换热器和热管式换热器分别以热板和热管为
传热基本单元。前者利用点焊或滚焊将双层或多层金属板焊成各种图形，边缘密封，再高
压充气完成空间流道，传热效率高，阻力小，可用于加热保温干燥冷却等多种化工过程，
前景十分广泛。后者利用真空管中工作液的汽化冷凝过程传热，使之能在较小温差下传递
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