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上海凱朗儀器設(shè)備廠
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2014-12-24 閱讀(1202)
由于干燥設(shè)備能耗在工業(yè)能耗中占有很高的比例，因此，干燥過程節(jié)能具有重要意義。通?？梢酝ㄟ^改善干燥過程的傳熱傳質(zhì)來提高能源利用效率或是降低干燥系統(tǒng)的能耗達(dá)到節(jié)能的目的。在常見的對(duì)流干燥系統(tǒng)中，一方面可以提高換熱器或熱風(fēng)爐的傳熱效率，另一方面可以回收干燥系統(tǒng)排放的余熱。
振蕩流熱管也稱為脈動(dòng)熱管。這種新型熱管的工作原理與傳統(tǒng)熱管有很大不同，其傳熱性能大大優(yōu)于傳統(tǒng)熱管。這種振蕩流熱管有下列突出優(yōu)點(diǎn)：熱管內(nèi)不需要毛細(xì)芯，有利于實(shí)現(xiàn)小型化，傳熱性能不受加熱位置的影響（頂部、底部或水平加熱均可），可以隨意彎曲和啟動(dòng)迅速等。因此，振蕩流熱管在干燥系統(tǒng)中有巨大的應(yīng)用前景。
顯然，余熱回收的效率同換熱器的性能緊密相連。為此，必須開展振蕩流熱管強(qiáng)化傳熱的研究。根據(jù)振蕩流熱管的運(yùn)行機(jī)理，可以采用兩種途徑來強(qiáng)化振蕩流熱管的傳熱：一是強(qiáng)化管內(nèi)工作流體與熱管壁面之間的換熱，二是提高管內(nèi)的振蕩頻率與循環(huán)動(dòng)力。筆者在研究中采用了以下兩種方法：（1）用脈沖加熱代替?zhèn)鹘y(tǒng)的連續(xù)加熱；（2）以非均勻熱管通道截面取代通常的均勻截面。通過實(shí)驗(yàn)研究這兩種方法的強(qiáng)化效果，并同傳統(tǒng)熱管進(jìn)行了比較。得出以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
（1）在實(shí)驗(yàn)中比較了在相同加熱功率條件下脈沖加熱與連續(xù)加熱時(shí)的傳熱性能。振蕩流熱管在脈沖加熱時(shí)的溫度振蕩頻率與振幅高于連續(xù)加熱時(shí)的相應(yīng)值，脈沖加熱振蕩流熱管的傳熱熱流量和當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)均可被顯著強(qiáng)化。在相同加熱功率下，脈沖加熱振蕩流熱管的傳熱熱流量比連續(xù)加熱時(shí)高15%~38%，當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)高12%~63%。實(shí)驗(yàn)同時(shí)研究了不同加熱方式時(shí)蒸發(fā)段與冷凝段的壁面溫度脈動(dòng)狀況后得出：脈沖加熱可以增強(qiáng)振蕩流熱管內(nèi)的振蕩流動(dòng)。
（2）實(shí)驗(yàn)證明，采用增加振蕩流脈動(dòng)頻率和振幅的方法可以強(qiáng)化振蕩流熱管的傳熱。因脈沖加熱振蕩流熱管的傳熱強(qiáng)化效果與脈沖寬度、間歇時(shí)間有關(guān)，可能存在一個(gè)工作更有效的*脈沖寬度和間歇時(shí)間，有必要進(jìn)一步開展熱管內(nèi)場(chǎng)與外場(chǎng)強(qiáng)化耦合作用的研究。
（3）筆者還通過實(shí)驗(yàn)對(duì)非均勻流通截面振蕩流熱管的傳熱性能與均勻截面?zhèn)鳠嵝阅苓M(jìn)行了比較。當(dāng)加熱功率大于100W時(shí)，非均勻截面振蕩流熱管的傳熱熱流量和當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)均顯著高于均勻截面熱管，并將隨著加熱功率的增大而增大。因此，在一定的條件下，可以通過改變振蕩流熱管的流通截面來改善它的傳熱性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，振蕩流熱管的傳熱性能大大高于純導(dǎo)體銅管。
