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超声振动强化传热装置的浅析及应用 |
| 发布者：艾富莱 发布时间：2014-11-28 10:36 阅读：次 |
超声振动强化传热装置，利用管壳式换热器模型研究了超声振动对光管和波纹管管内的传热和流动压降的影响，并就其强化传热和降阻机理进行了探讨。高温油罐中的实验油品，经过加热后由高温导热油泵输送至超声振动装置，然后进入换热器管程入口，在换热器内与来自低温油罐的壳程低温油实现热量交换，换热后各油品经过流量计进行计量后返回各罐，如此循环。换热器的管、壳程进出口都装有温度传感器及压力传感器，用来测量流体温度及压力参数，相应数据信号经数据线传入计算机数据采集系统，由计算机自动采集并记录各参数。为防止壳程油品因换热而温度升高，在低温油管路中设有冷却器。
在超声波作用下，无论光管还是波纹管的传热系数都较不加超声波时有明显提高。并且在实验所用超声功率范围内，超声功率越大，传热系数提高幅度越大。对光管而言，超声功率为50W时，传热系数可提高20左右，而增加到100W时传热系数最大，可为无超声作用时的2倍。
比较光管和波纹管的Re-K关系曲线还可以明显地看出，在同样的Re下，波纹管的传热系数明显高于光管。同时，相同功率超声振动对于波纹管的传热系数提高的幅度也明显大于光管，所实验的波纹管在50W超声功率作用下的传热系数比未加超声时提高了50左右，超声波功率为100W时的传热系数最大，可达无超声作用时的3倍。
超声振动对管内流动压降的影响传热系数的提高只能说明超声振动强化传热的一个方面，为全面考察该方法的效果，研究了超声作用下各换热管内流体的压降，从而直观地反映流体流过换热管时的流动阻力，得到了各换热管的$p-Re关系曲线。未加超声作用时，2号光管因内径较小而在同样流动情况下压降大于1号光管，而波纹管的流动阻力明显比光管大许多。而在超声作用下，各换热管内流体的压降都明显降低，相同雷诺数下，压降随超声功率的增大而降低。对于光管，超声功率50W和100W作用后的流体压降分别为无超声作用时的80和70左右。
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