EHD强化沸腾换热研究现状(2)

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Karayiannis通过调整线状电极与换热面之间的距离改变电场均匀性和对称性，发现偏心布置时强化效果较好。

Damianidis]等利用杆状/穿孔板配合电极对水平低肋管束的加强传热进行了试验研究，工质为R114，在热流密度为800 W/m2时，获得最大强化系数为2.5。认为这种电极结构形成的电场分布类似于管外同轴圆管形电极的电场分布，传热表面附近的平均电场强度高于线状和杆状电极，但存在着结构复杂、空间利用率低和流体流动压降较高等缺点。

刘永启利用R123作为试验工质，设计了圆柱中心、圆柱偏心、三角形和扁平形四种模型，对电场强化沸腾换热举行了比较性实验研究，圆柱偏心电极的强化效果最好，其最大强化系数为3.71。

但是到现在为止，电场的不同分布形式对EHD加强传热的作用规律的探究尚停留在定性分析上，还没有人对此深入的、定量的研究，于是就没法肯定什么是最佳的电场分布的形式，从而也无从确定最佳的电极的结构和布置方式。

、2 工质性质对EHD强化沸腾换热的影响源'自-751;文,论`文'网]www.751com.cn

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。

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。Ohadi等人对比了R11和R123的加强效果，后来发现R123系数明显高于R11，这与Karayiannis、黄烜得出试验研究数据分析相一致。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能减少制冷剂掺油混合物中的泡沫，在类似的电压、热流密度、小掺油比下，EHD强化系数跟着润滑油浓度的增长而降低，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工质中R134a比例的增加，强化效果明显提高。Yabe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。

关于差别工质这类加强效益的差别，从前的钻研大都以电荷松弛时间的角度定性分析，以为如果要是松弛时间越短，强化效果越显著。当这一松弛时间相较于跃离时间较大的时候，则无影响。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。

3 热流密度对EHD强化沸腾换热的影响

热流密度较低情况下的EHD作用于高热流密度高出很多，且当热流密度高出一定值后几乎没有作用。这具体体现为电场可以显著强化单相自然对流换热，并使核沸腾延迟发生，但是对充分发展的池内核沸腾却没有明显的影响。

黄烜等人在研究中发现，同一电压下，热流密度为4 kW/m2时，其强化系数为2.67；而热流密度升至8 kW/m2时，强化系数降低到1.27。当考虑到高的热通量时，热传递性很强，气泡就更大，气泡的运动可以引起壁面流体的扰动。一方面，管壁表面的热边界层被破坏，另一方面，在没有电场的情况下，可以将冷却液加入到墙体中，在电场的情况下有较好的传热效果，而电场对传热的增强作用相对较弱。Singh试验中观察到同样的结果。