超声空化效应及其在强化传热中的应用研究

发布时间：2021-03-02 03:39

　　当前,无论是在信息行业、化工行业,还是能源行业等均对热交换系统的传热负荷提出了更高标准,换热装置需要大幅改善其适应能力,以此更好地适应各种环境,电子器件上的集成晶体管数量相较之前明显增多,使其热流密度大幅增加,原有的散热冷却技术已无法有效地满足实际应用需求。所以,当前亟待研发出更先进、更成熟的传热技术来解决能源短缺问题,并满足高性能设备的传热要求。作为当前最新推出的一种强化传热技术,超声波作为一种新的有源强化传热技术近十几年来备受业内人士重视,在今后的工业应用中有着巨大的潜力,因此有必要对超声波强化传热技术进行研究。本论文主要通过实验的方式深入系统地探讨和分析超声波对对纯水沸腾传热以及对纳米流体在不同环境下的传热所产生的影响。本文主要研究工作和结论如下:（1）在综合考虑各方面因素的基础上创建了超声波强化流体传热实验台,通过经典的Rohsennow公式对本文创建的实验系统是否有效、可靠进行了验证,经验证可知,实验系统获得的数据是合理的。（2）分析了在不同液体过冷度、超声波功率的条件下对纯水沸腾换热所产生的各种影响。通过实验发现,在低过冷度、超声功率较大的环境下,超声波强化换热效果比较突出... 

【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 超声波强化换热的基本理论
        1.2.1 超声波简介
        1.2.2 超声波强化传热的主要机理
        1.2.3 超声波强化传热的研究进展
    1.3 超声波与纳米流体
        1.3.1 纳米流体传热性能研究
        1.3.2 超声波影响纳米流体传热的研究
    1.4 本文主要研究内容
第2章 实验装置及方法
    2.1 实验装置
        2.1.1 实验台简介
        2.1.2 实验腔体
        2.1.3 加热器及温控系统
        2.1.4 超声系统
        2.1.5 数据采集系统
    2.2 实验步骤
    2.3 实验数据处理
    2.4 实验误差分析
    2.5 实验系统的可靠性验证
    2.6 本章小结
第3章 超声波强化纯水沸腾换热
    3.1 实验工况
    3.2 过冷度的影响
    3.3 超声功率的影响
    3.4 本章小结
2O₃纳米流体换热影响的研究">第4章 超声波对Al₂O₃纳米流体换热影响的研究
2O₃-H₂O纳米流体的配置">    4.1 Al₂O₃-H₂O纳米流体的配置
    4.2 无超声作用时,纳米流体在不同流态下换热特性
2O₃纳米流体的换热特性">        4.2.1 自然对流状态下Al₂O₃纳米流体的换热特性
2O₃纳米流体的换热特性">        4.2.2 过冷沸腾状态下Al₂O₃纳米流体的换热特性
2O₃纳米流体的换热特性">        4.2.3 饱和沸腾状态下Al₂O₃纳米流体的换热特性
    4.3 超声波对纳米流体在不同流态下的换热特性
2O₃纳米流体在自然对流状态下的换热影响">        4.3.1 超声波对Al₂O₃纳米流体在自然对流状态下的换热影响
2O₃纳米流体在过冷沸腾状态下的换热影响">        4.3.2 超声波对Al₂O₃纳米流体在过冷沸腾状态下的换热影响
2O₃纳米流体在饱和沸腾状态下的换热影响">        4.3.3 超声波对Al₂O₃纳米流体在饱和沸腾状态下的换热影响
2O₃纳米流体在不同流态下的换热特性比较">    4.4 在有无超声作用时,Al₂O₃纳米流体在不同流态下的换热特性比较
2O₃纳米流体的换热特性比较">        4.4.1 自然对流状态下Al₂O₃纳米流体的换热特性比较
2O₃纳米流体的换热特性比较">        4.4.2 过冷沸腾状态下Al₂O₃纳米流体的换热特性比较
2O₃纳米流体的换热特性比较">        4.4.3 饱和沸腾状态下Al₂O₃纳米流体的换热特性比较
        4.4.4 沸腾起始点和临界热流率（CHF）
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 未来工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文和研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]管壳式换热器强化传热研究进展[J]. 林文珠,曹嘉豪,方晓明,张正国.  化工进展. 2018(04)
[2]超声波强化传热的链式反应机理与模拟研究[J]. 张东伟,李凯华,周俊杰,沈超,魏新利.  工程热物理学报. 2017(01)
[3]超声波对池沸腾换热影响[J]. 张佳,白博峰.  工程热物理学报. 2011(06)
[4]超声作用下不同粗糙度表面沸腾换热实验研究[J]. 张佳,吕友军,张西民,白博峰.  工程热物理学报. 2010(09)
[5]超声空化影响因素的数值模拟研究[J]. 李争彩,林书玉.  陕西师范大学学报(自然科学版). 2008(01)
[6]超临界CO2流体中超声空化阈值的研究[J]. 杨日福,丘泰球,罗登林.  华南理工大学学报(自然科学版). 2005(12)
[7]纳米流体热导率和粘度的分子动力学模拟计算[J]. 范庆梅,卢文强.  工程热物理学报. 2004(02)
[8]声空化场强化单相对流传热的实验研究[J]. 周定伟,刘登瀛.  自然科学进展. 2002(05)
[9]声空化场下单相对流传热的实验研究[J]. 周定伟,刘登瀛,胡学功.  工程热物理学报. 2002(01)
[10]声空化场下纳米颗粒对沸腾传热影响的实验研究[J]. 周定伟,刘登瀛,马重芳.  热能动力工程. 2001(06)

硕士论文
[1]超声波对池沸腾换热影响的实验研究[D]. 李长达.华北电力大学(北京) 2016
[2]超声波对管板式换热器的强化传热试验研究[D]. 张鹏.东南大学 2015
[3]超声空化的理论研究及影响因素的模拟分析[D]. 沈阳.东北大学 2014
[4]超声空化气泡动力学行为研究[D]. 马奭文.陕西师范大学 2013



本文编号：3058528