超声波强化错排换热管的理论和数值模拟研究

发布时间：2021-06-06 14:45

　　随着对强化传热技术研究的逐渐深入,超声波强化传热技术作为一种新型换热技术受到了人们的普遍关注,本研究就超声波强化传热机理和传热效果展开了一系列理论分析和数值模拟,主要内容如下:（1）理论分析方面,分析超声波强化换热的主导因素:空化效应和振动效应。分析了影响空化效应的因素:声强和频率。接着根据“空化链式反应”分析超声波强化换热:超声波导致空化泡破裂,产生振动同时释放出能量,将会激活周围处于休眠状态的空化核,在超声波的作用下形成新的空化泡,从而促进了空化效应,最终提高换热效果。就此过程模拟出的周期性的结果,我们提出了计算有效值的概念。（2）通过数值模拟发现,施加超声波后,流体局部速度发生不均匀变化,但整体速度、压力和温度都呈现周期性变化。在流道的出口区域,压力分布均匀。超声波频率越小,出口温度和流体最大速度的波动性越大,反之越小。不同频率下的超声波,导致流体产生的压降波动相同。在研究的范围内,随着超声波频率增大,强化换热效果越差,当超声波频率为20 kHz时强化换热效果最好,出口温度提高12.57K。超声波声压幅值越大,出口温度、流体最大速度和压降波动性越大,反之越小。在研究范围内,随着超... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

超声波作用下空化泡从产生到破裂的过程图

有效值的计算的曲线图

物理模型简化图（μm）

【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于超声技术的沉浸式换热器强化换热的仿真研究[J]. 荣兵兵,江斌,倪宜华.  南方农机. 2017(09)
[3]管壳式换热器超声除垢强化换热实验研究[J]. 崔麟,温小萍.  科技创新与应用. 2017(02)
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[5]超声频率和管型对超声空化效应的影响研究[J]. 张艾萍,杨钊,夏荣涛,丁权,张媛媛.  化工机械. 2016(04)
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博士论文
[1]超声振动外圆珩磨磨削区温度场及单空化泡溃灭温度研究[D]. 张小强.中北大学 2017
[2]平板通道内螺旋纤肋强化传热机理及传热特性研究[D]. 唐玉峰.山东大学 2012
[3]声空化强化沸腾传热及渗透脱水过程传质研究[D]. 孙宝芝.哈尔滨工程大学 2005

硕士论文
[1]超声空化对强化换热效果影响的研究[D]. 夏荣涛.东北电力大学 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]纳米多孔表面高热流密度下传热特性研究[D]. 左少华.河北工业大学 2015
[4]超声清洗影响因素与空化场研究[D]. 张明超.陕西师范大学 2013
[5]超声搅拌复合焊接振动系统设计及超声波作用效应研究[D]. 彭建红.中南大学 2012
[6]基于超声空化的振动边界作用流场的数值模拟[D]. 沈灵.清华大学 2011
[7]基于FLUENT软件的超声空化数值模拟[D]. 孙冰.大连海事大学 2008



本文编号：3214589