电场对沸腾汽泡影响的实验研究.pdf

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1、上海理工大学学报第32卷第1期J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyVo1．32№．12010文章编号：1007—6735(2OlO)Ol一0044—04电场对沸腾汽泡影响的实验研究董智广，郁鸿凌，董伟，李瑞阳(上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093)摘要：为进一步探索电场强化沸腾换热的机理，利用高速摄像仪对沸腾汽泡在电场作用下的生长过程进行了可视化实验研究．实验观察到电场作用下汽泡生长的动态图像．研究结果表明，电场作用下汽泡沿场强方向伸长，随着场强的升高，汽泡的脱离长径比增大，汽泡脱离壁面时的椭球外形更加明显

2、；随着场强的增大，汽泡的脱离体积减小．分析了汽泡行为的变化对电场强化沸腾换热的影响．关键词：电水动力学；汽泡；沸腾换热中图分类号：TK124文献标志码：AExperimentalstudyoninfluenceofelectricfieldonboilingbubbleD0NGZhi-guang，YUHong-ling，DONGWei，LIRui．yang(SchoolofEnergyandPowerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：I

3、nordertofurtherstudytheelectrohydrodynamicenhancementmechanismofboilingheattransfer，thedynamicgrowthprocessofboilingbubblesinelectricfieldwasvisuallyobservedandinvestigatedexperimentallywithahigh-speedcamera．Experimentalresultsshowthatthebub-bleelongatesalongthedirectionofelectricfield．Th

4、ebubble’SaspectratioiSincreasedwiththein．creaseofelectricfieldintensityandtheellipticalsphereshapeiSmoreevidentthaninthecaseofwithoutelectricfield，andatthesametime，itsdeparturevolumeisdecreased．Theinfluenceofthechangeofbubblebehaviourinelectricfieldonboilingheattransferwasanalyzed．Keyword

5、s：electrohydrodynamics；bubble；boilingheattransferEHD(electrohydrodynamic)强化传热以其强在20世纪70年代就已起步，并有了长足的发展．化效果好，功耗小等优点，有着广阔的应用前景Ⅲ．但对于汽泡行为的研究，由于沸腾过程中温度场、速以往的研究认为EttD强化沸腾换热的主要原因在度场和电场耦合的复杂性，研究者多用小孔注入单于两个方面：一是电场对流体的电对流作用；二是电汽泡来代替沸腾汽泡研究电场对汽泡行为的影场的施加使汽泡的行为发生变换．而前者的研究早响[。，，对于热态沸腾汽泡在电场作用下的实验研收稿日期：20

6、08—12—25基金项目：上海市青年科技启明星资助项目(06QAl4035)，上海市教育委员会科研创新基金资助项目(08YZ92)作者简介：董智广(1973一)，男，博士研究生．E—mail：dongzhiguang08@163．com第1期董智广，等：电场对沸腾汽泡影响的实验研究究文献报导的不多引．因此，本文通过对电场作用2实验结果下沸腾汽泡生长过程的可视化研究，定量分析电场对汽泡行为的影响．2．1电场作用下汽泡的生长与脱离利用高速摄像仪拍摄到的R123沸腾汽泡的生1实验装置长如图2所示．汽泡在不同场强作用下脱离壁面时的图像如图3所示．由图2、图3可知，不加电场作实验装

7、置如图1所示，主要由汽泡发生系统、制用时，汽泡基本上呈球形；而外加电场后，汽泡呈椭冷系统、高压电系统、控制系统和图像采集系统组球状，而且随着场强的增加，汽泡脱离壁面时汽泡的成．工质在沸腾室受热沸腾后，产生的汽相工质经箱椭球外形更加明显．体间的连接管上升至冷凝室，汽相在冷凝管束外冷尊口■●●凝为液体回到沸腾室，这样沸腾室、冷凝室和连接管0S0．006S0．009S0．012S015S组成了一个自然循环回路．1

8、1O．018S0．021S0．024S0．027S030S(a)E=0kV·inin●●●●0S0．003S0．004S