超聲波對管板式換熱器的強化傳熱試驗研究.pdf

1、ExperimentalStudyonHeatTransferEnhancementinTube—sheetHeatExchangerbyUltrasonicWaVeAThesisSubmittedtoSoumeastUIliVersityFortheAcademicDe燈eeofMasterofEng恤e舐ngBYZhangPengSupeⅣisedbyProfessorChenZhenqianSe血orengilleerWeiLil

2、lSchoolofEnergyandEhVironmentSoutheastU11iVersityJune2015摘要摘要換熱器強化傳熱技術是的目前研究熱點。本文探索了超聲波強化傳熱技術，對小型管板式換熱器的超聲波強化傳熱特性進行了試驗研究。分析了超聲波技術在強化傳熱的基本原理，研制了超聲波強化傳熱特性試驗臺并根據具體的試驗平臺，并以水為兩側流體介質進行了試驗研究，分析了在不同流體流速與不同流體溫度條件下超聲波強化傳熱的能力。試驗結果表

3、明，隨著流速的增大超聲波強化傳熱效果會逐漸增加，但增加的幅度會隨之減小并趨于穩(wěn)定。研究結果還表明，隨著流體水溫度越高超聲波強化傳熱效果越明顯，試驗中強化傳熱率最高可以達到126％。試驗研究超聲波作用功率與水的含氣率對超聲波強化傳熱的影響。試驗結果表明，改變超聲波的作用功率時強化率也會隨之發(fā)生較大改變，當功率小于某一值時強化率會隨作用功率的增加而明顯增加，然而超過此功率后強化率會緩慢的趨于一個穩(wěn)定值，再增加功率并無太大改觀。此外含氣率對強

4、化率的影響也非常顯著，介質中存在某一含氣率，當實際含氣率小于此值時可以顯著提升強化傳熱效果，但高于此值時強化效果減弱。分析發(fā)現這都由于超聲波空化作用造成的，高功率與高含氣率均利于空化，但強化傳熱效果并不完全取決于空化效果。對超聲波強化傳熱系統(tǒng)還進行了經濟性分析，得出綜合試驗工況下的經濟系數，表現為在試驗中向超聲波發(fā)生器輸入額定的電能后換熱器所獲得的平均換熱量的增加值與額定功率之比。最后，結合試驗數據分析不同工況下的強化換熱過程，總結出針