论文摘要
电场强化换热,是在换热表面的流体中施加一电场,利用流体中的流场、温度场与电场的耦合使换热系数增加,从而提高换热效率的一种主动强化换热方法。本文以解决低温余热发电系统中存在的换热器温差小、换热能力差等关键问题为基本背景,开展了电场强化换热技术的实验验证。本文在对国内外相关领域进行了充分调研的基础上,结合工程实际情况,针对低温余热发电的特点,充分考虑经济性的前提下,选择了以具有低沸点的介电流体材料R11为工质,由蒸发器,冷凝器,汽轮机等主要部件组成的有机朗肯循环热力系统模型。文中利用自行设计组装的有机朗肯循环热力系统模型进行了电场强化凝结换热的实验,得出了不同温度下饱和蒸汽压、凝结换热系数等相关参数与外施电压之间的关系。通过实验结果可以看出,电场强化技术对凝结换热有明显强化效果,为电场强化凝结换热理论研究的扩展提供了一定的依据。最后对电场强化凝结换热机理进行了理论上的探讨,并通过理论对实验结果进行了分析。验证了本文提出的电场强化换热技术是一种有效的强化凝结换热方法。文中所研究的电场强化凝结换热理论,不仅为有源强化换热提供了一项新的技术方案,而且为电磁学和热力学理论的跨学科研究有一定的促进作用。
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摘要ABSTRACT第1章 绪论1.1 课题背景1.2 国内外电场强化凝结换热技术的研究现状1.2.1 国外电场强化凝结换热技术的研究现状1.2.2 国内电场强化凝结换热技术的研究现状1.3 本文的主要研究内容第2章 电流体动力学模型及电场强化换热2.1 电流体动力学2.2 电流体动力学模型2.3 电场强化换热技术2.4 凝结换热的强化方法2.5 本章小节第3章 电场强化凝结换热实验系统3.1 实验系统的设计思想3.2 实验系统的组成3.2.1 主体部分3.2.2 高电压施加系统3.2.3 加热系统3.2.4 冷却系统3.2.5 测量系统3.2.6 密封系统3.3 实验系统中低沸点工质的选择3.4 冷凝器的设计3.4.1 冷凝器模型的设计3.4.2 电场强化冷凝电极结构3.5 冷凝强化的评价方法3.5.1 压力比较法评价3.5.2 凝结换热系数评价3.6 实验结果3.7 本章小节第4章 电场强化凝结换热的机理探讨4.1 蒸汽凝结过程4.2 凝结换热的强化机理4.2.1 单相气体受力4.2.2 单相液体受力4.2.3 汽—液两相流中流体受力4.2.4 电场中带电流体的不稳定性4.3 本章小结结论一、主要结论二、今后工作的建议及展望参考文献攻读学位期间发表的学术论文致谢
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