超声波强化错排换热管的理论和数值模拟研究

《超声波强化错排换热管的理论和数值模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、学校代码10459学号或申请号密级硕士学位论文超声波强化错排换热管的理论和数值模拟研究作者姓名：杜美余导师姓名：张东伟副教授周俊杰副教授学科门类：工学专业名称：化工过程机械培养院系：化工与能源学院完成时间：2018年4月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterThetheoryandnumericalsimulationstudyofultrasonicenhancedheattransfertubewithstaggeredrowsByMei

2、yuDuSupervisor:Prof.DongweiZhang:Prof.JunjieZhouChemicalProcessEquipmentSchoolofChemicalEngineeringandEnergyApril,2018学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作

3、者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：年月日关于同意使用本

4、人学位论文的授权书中国科学技术信息研究所是国家科技部平行属的综合性科技信息研究和服务机构，是国家法定的学位论文收藏单位，肩负着为国家技术创新体系提供文献保障的任务。从六十年代开始，中国科学技术信息研究所受国家教育部、国务院学位办、国家科技部的委托，对全国博/硕士学位论文、博士后研究工作报告进行全面的收藏、加工及服务，迄今收藏的国内研究生博/硕士论文已经达到100多万册。学位论文是高等院校和科研院所科研水平的体现，是研究人员辛勤劳动成果的结晶，也是社会和人类的共同知识财富。为更好的利用这一重要的信息资源，为国家的教育和

5、科研工作服务，在国家科技部的大力支持和越来越多的专家学者提议下，中国科学技术信息研究所和北京万方数据股份有限公司承担并开发建设了《中国学位论文全文数据库》的加工和服务任务，通过对学位论文全文进行数字化加工处理，建成全国最大的学位论文全文数据库，并进行信息服务。本人完全了解《中国学位论文全文数据库》开发建设目的和使用的相关情况，本人学位论文为非保密论文，现授权中国科学技术信息研究所和北京万方数据股份有限公司将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务(包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等)，同

6、时本人保留在其他媒体发表论文的权利。论文题目：超声波强化错排换热管的理论和数值模拟研究毕业院校：郑州大学毕业时间：2018年6月论文类型：博士论文□硕士论文博士后研究报告□同等学力论文□授权人签字：日期：年1摘要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”

7、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

8、果越差，当超声波频率为20kHz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，随着超声波声压幅值增大，强化换热效果越好。当超声波声压幅值为9000Pa时，出口温度提高18.03K。在研究范围内，随着入口速度的增大，换热效果越好，但产生的压降逐渐增大。速度为5m/