的分热阻大大的降低,并且最终来达到提高换热器传热系数(K)值的目的。
1.3.2 采用高效能的传热面,增大传热面积
为了加大传热面积A而增加换热设备体积,会给制造、安装、操作带来困难,显然不
是最佳方案。应提高换热器的紧凑性,用最少的材料取得最大的传热量,即增加单位体积
设备的有效传热面积。其主要措施: 合理布置受热面,扩大热传递面表面,采用紧凑式换
热器,提高原有热传递表面。
1.3.3 加大平均温差
增大传热温差的方法有两种。一是提高热流体的进口温度或降低冷流体的进口温度;
二是通过传热面的布置来提高传热温差。当冷热流体顺流流动时,其平均温差最小,当冷
热流体逆流流动时,其平均温差最大。平均温度差的大小主要取决于两流体的温度条件和
两流体在换热器中的流动型式。一般来说,物料的温度由生产工艺来决定,不能随意变动,
而加热介质或冷却介质的温度由于所选介质不同,可以有很大的差异。但需指出的是,提
高介质的温度必须考虑到技术的可行性和经济上的合理性。另外,采用逆流操作或增加管
壳式换热器的壳程数,均可得到较大的平均温度差。
1.4 强化沸腾传热技术的研究历程
早在二十世纪初,国外学者就致力于 EHD 强化传热方面的研究,发展至今已取得很多成果,但多集中在英、美、日等经济发达国家,加拿大、韩国、法国、澳大利亚和阿根
廷也有少量的研究报道。而国内对该领域的研究起步较晚,只是在进入九十年代后才开始
从事此方面的研究,且具备一定研究基础的课题组很少。
Cho 对单气泡进行了理论与实验研究结果表明,气泡表面的电场呈非均匀的分布,
使得气泡的表面张力布局均匀,导致气泡与沿着外施电场的平行方向被拉长。
Zaghdoudi 等分析了气泡外某一固定方向的上的速度之大小,并计算了法向和切向电
场力对气泡变形产生的影响。
国内一些学者对单个气泡进行了研究,结果表明,气泡的引入使得其两侧的场强增加、
顶部及其底部的场强降低,气泡内部场强不为零气泡的引入使得其两侧的场强增加、顶部
及其底部的场强降低,气泡内部场强不为零。
1916 年,英国学者 Chubb 发现EHD能强化沸腾换热,使锅炉产生的蒸汽量为由 107
kg / h· m2
提高到366 kg / h· m2
,其强化效果可达 3.4 倍左右,并申请了专利。之后的近二
十年,未见相关报导。至 1936 年, Stenftleben发现电场对气体自然对流也具有强化作用。
但由于当时对节能的需求不十分迫切,世界各国对强化传热的研究还未足够重视,所以上
述 EHD 强化传热现象一直没有引起人们的关注。直至二十世纪 50 年代初,Kronig 于试
验中证实了电场可增加绝缘的电介质液体的对流换热系数。至此,才开始了 EHD 强化传
热的系统研究。
50 至 70 年代中期,EHD 强化传热研究多数集中在单相对流换热方面,包括对单相
气体和液体的研究。对于气体,主要研究了水平或垂直放置的平板和管内的强化换热,采
用的电极形式为针状或线状电极,工质多数为空气,也有少数学者对氮气、二氧化碳及惰
性气体进行了研究。研究结果表明,不同试验条件下,其强化换热系数可达2~12,并对
其强化原因给出如下解释:在强电场作用下,电极附近的气体分子发生电离,大量离子运
动产生的电晕风对平板或管壁附近的气体运动产生很大的扰动,从而大大地加强了气体与
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