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在能源工程领域中,传热过程的强化是备受关注的问题。清华大学的过增元教授提出了场协同理论,运用变分方法导出了层流对流换热场协同方程,并指出改善速度场与热流场的协同程度可实现对流换热的强化,而在工业中的液体降膜流动换热具有的小流量、高换热系数、高热流密度、结构简单、动力消耗小等优点。
本文基于场协同理论,设计制造了弹簧扰流丝对片式散热器的内部流道强化传热进行了研究,最佳扰流丝可提高热效率12.71[%],并运用数值模拟计算和实验相结合进行换热效果的验证。同时,运用降膜理论,对片式散热器的外部进行强化散热实验,得出最佳的间隔降膜蒸发方案,可提高热效率32.26[%]。
针对上述两类实验进行理论分析,同时对片式散热器内、外两部进行强化换热实验,得到强化换热的最佳效果,可提高热效率39.7[%]。同时依据实验数据拟合出降膜换热系数与净散热量和间隔喷淋密度的关系式:hm=0.2311q2.0486γ0.0094.前提条件为:400w≤q≤800w,0.276≤y≤1.835 ml· m-2·k-1·min-1.