超声场下微细通道内R141b流动沸腾压降特性研究

罗小平 刘 倩 喻 葭 廖政标

(华南理工大学机械与汽车工程学院, 广州 510640)

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随着微电子机械的迅速发展，微细通道换热器以其结构紧凑、轻巧、高效等特点广泛应用于航空航天、现代医疗、能源与环境等领域[1-2]，在农产品干燥、农业电子设备冷却等方面也有应用，如用于太阳能电池冷却[3]和热泵空调[4]等。微细通道换热器存在尺度效应、表面效应等问题，换热器尺寸的微小化使系统的阻力增大、压降增大、能耗增加，最终导致经济性降低[5-6]。超声波在农业领域应用广泛[7-9]，作为一种有源强化技术，超声波强化传热具有操作简单、可控性强等特点[10]。超声波在液体中传播时会产生声空化、声流效应和热效应[11]，可进一步提高设备的换热性能，因此将超声波作用于微细通道换热器可以改善其传热性能。

目前，国内外许多学者进行了有关流动沸腾压降特性的研究，一些学者进一步就超声波对沸腾传热和压降的影响进行了研究[12-15]。BARTOLI等[16]通过改变工质过冷度、超声波功率等参数研究了超声波对过冷沸腾的影响，发现超声波可使传热系数最大增加57%。李长达等[17]以去离子水为工质研究了超声波对池沸腾换热的影响，发现超声功率越大、作用距离越短，沸腾传热强化效果越好。段希利等[18]研究了超声波作用下换热器的压降特性，发现超声波功率越大，换热器的压降越小，50 W和100 W超声相比无超声作用时压降分别降低了20%和30%。AMIRI等[19-20]研究发现，超声振动对圆管湍流的强化传热效果较差，随着雷诺数和进口温度增大，超声波对压降和传热强化的影响减弱；……