帕斯夸尔等人使用铂加热丝和网状电极研究EHD对于加强R123的核态沸腾问题。通过统计分析,他发现随着电场强度的增加,活跃的成核位置的数量、潜热输送到总热通量的贡献、离开的气泡的平均直径都会有所减小。可是,他并没给出一个明确的观点确定到底是不是EHD强化了传热的效果。
麦丹妮和库莎使用电热丝和电极丝研究EHD对于强化传热的影响,他们发现如果超过阈值的6千伏或者是热流量超过6千瓦每平米时,这种增强的效果对于气泡直径变得显著,并且相对于零电势条件下,气泡产生的频率略微增加。她们推断可是能由于一种能够将气泡压在加热表面的极化力使得气泡长期停留在加热表面。这使他们联想起之前的核态沸腾传热实验都是在许多泡沫产生的相对较大的区域进行的。因此在沸腾期间,电场对气泡的所有行为只能依靠统计方法来研究。
近些年来,西德尔和陈教授等人调查了一个由网状电极产生的准均匀电场下,在人工成核位置的单一气泡的产生情况。西德尔等人通过研究在没有外部电场作用下,单一气泡的生长、偏离和上升的过程,他们发现在施加外部电场的作用下,沸腾传热效果有所增强,并且气泡形态也被拉长,但是气泡的生长期和离开的频率并没有显著改变。陈教授等人发现在电场作用下气泡被拉长,并且随着气泡的滞留时间减少和表面温度的下降,它的生长期间和偏离频率有所增加。但是他们也没有给出任何关于EHD是否强化了沸腾传热的结论。
1.3 EHD强化沸腾换热的研究现状
EHD强化沸腾换热效果同多种因素有关,其中主要影响因素有电场的特性、工质的性质还有热流的密度,以下从这些角度出发,总结历年研究成果。
1.3.1 电场特性对EHD强化沸腾换热的影响
(1) 电场强度大小的影响
1.3.2 工质性质对EHD强化沸腾换热的影响
1.3.3 热流密度对EHD强化沸腾换热的影响
2电流体动力学强化沸腾换热理论基础
2.1 引言
电场强化传热又可以叫为EHD(electrohydrodynamic电水动力学)强化换热,它是将电场基本理论引入到传热学领域,这是通过施加一个外部的场,来提高传热的有效方法,它是通过电场,流场和温度场之间的相互作用来实现的。
EHD深化沸腾换热的主要原因在于两部分:一部分是电场对流体的电对流作用;另一部分是电场对汽泡的作用。而早在上世纪,有很多的学者就在电场对流体的电对流作用这一部分有了很大的研究进展,可是很多学者在EHD强化换热中这一领域,因为汽泡的各种行为复杂,使得很长时间内对汽泡的行为的各种钻研探究多集中在实验数据观察和不严谨的分析探究上,而理论探究和定量结果有限,且大多数都是有国外学者研究出来,国内的研究尚属空白。本章就从EHD的传热机理、优势及对汽泡的方面着手对沸腾强化换热进行分析及研究。源'自-751;文,论`文'网]www.751com.cn
2.2 电流体动力学强化传热的优势
同其他深化传热技术相比较,EHD强化传热具有以下长处:
1.强化传热效果显著。依据实验结果,对单相对流传热,当使用外加电场射流方式时,其传热系数最大能够增长100倍;对凝结传热,其传热系数可增加6倍左右;对沸腾传热,其传热系数最大可增加约50倍。且对于小温差传热强化作用尤为明显。
2.设备简单。仅需一台高压电转换装置及附加电极,不需要其它移动部件或机械设备。
3.易于控制热流和温度。在任何换热器表面,特别是需要控制局部温度和局部热通量的使用时,只需电压控制就能够快速改变热通量和温度,易于完成自动控制和远程控制。