往復(fù)脈動(dòng)流強(qiáng)化換熱實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著船舶能效設(shè)計(jì)指數(shù)的推廣，船用設(shè)備的節(jié)能日益受到關(guān)注，換熱設(shè)備的傳熱強(qiáng)化問(wèn)題已越來(lái)越引起重視。本文以此作為研究背景，采用實(shí)驗(yàn)研究的方法，對(duì)脈動(dòng)流強(qiáng)化換熱問(wèn)題開(kāi)展了深入研究。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)脈動(dòng)源采用往復(fù)泵，工質(zhì)為水，流動(dòng)狀態(tài)是層流或過(guò)渡流工況，雷諾數(shù)范圍在2000≤Re≤9000范圍。
　　首先，搭建了的脈動(dòng)流強(qiáng)化換熱實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，探究了不同表面結(jié)構(gòu)、不同脈動(dòng)參數(shù)變量(脈動(dòng)頻率和脈動(dòng)振幅)與換熱效果的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可對(duì)脈

2、動(dòng)流參數(shù)的精確控制和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)，并且自行設(shè)計(jì)了滿足脈動(dòng)頻率和振幅要求的往復(fù)泵。熱沉室設(shè)計(jì)采用三層結(jié)構(gòu)，包括加熱銅塊、熱沉室蓋板和熱沉室底座，加熱銅塊表面分別加工為平板流道和周期性矩形凹槽流道。
　　實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：1.在矩形平板通道中，Re=2406、A=0.12Mpa、f=1.08Hz工況下，換熱效果比穩(wěn)態(tài)流下提高了160％；在周期性變化的矩形凹槽通道中，Re=2406、A=0.12Mpa、f=1.08Hz工況下，換熱效

3、果比穩(wěn)態(tài)流下提高了200%;2.在相同雷諾數(shù)和脈動(dòng)振幅條件下，隨著脈動(dòng)頻率的變化，對(duì)流換熱性能呈現(xiàn)逐漸減小或者先增大后減小的態(tài)勢(shì)，存在一個(gè)最佳脈動(dòng)頻率；在實(shí)驗(yàn)工況范圍內(nèi)，脈動(dòng)振幅與對(duì)流換熱強(qiáng)化效果正相關(guān)；3.周期性凹槽通道的整體換熱性能要優(yōu)于平板通道。上述結(jié)果表明：在層流和脈動(dòng)流態(tài)下，脈動(dòng)流可有效強(qiáng)化對(duì)流換熱性能。
　　然后，針對(duì)板式換熱器，研究了脈動(dòng)流和穩(wěn)態(tài)流下的換熱性能對(duì)比，探究了脈動(dòng)振幅、脈動(dòng)頻率與其換熱特性之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)