聲流對單管道周圍換熱特性的影響

李博軒，廉成龍，郭榮旺，祖夢澤，劉月超,2，姜根山

(1.華北電力大學(xué)數(shù)理系，河北保定 071003；2.華北電力大學(xué)河北省物理學(xué)與能源技術(shù)重點實驗室，河北保定 071003；3.華北電力大學(xué)數(shù)理學(xué)院，北京 102206)

0 引 言

聲學(xué)是一門學(xué)科交叉性很強的科學(xué)，聲波可以影響物體的傳熱，對于爐內(nèi)換熱管，聲波直接作用于換熱管周圍，能夠使換熱管傳熱強化，提高爐內(nèi)換熱管的傳熱效率[1]，因此研究聲波對換熱的影響有著重要的意義。迄今為止，國內(nèi)外對于聲波影響換熱有不少的研究，其中何雅玲等對脈動流動強化散熱進行了數(shù)值分析[2]，楊延鋒等建立了聲波作用下銅球的外聲流特性模型[3]并開展了對聲波強化傳熱實驗研究與機理的分析[4]，許偉龍等[5]對銅球進行了聲波換熱實驗，Ha等究了單液滴在振蕩流下的燃燒情況[6]，除針對球狀及顆粒物體的聲波影響換熱研究外，Molochnikov等研究了柱狀物體的傳熱情況[7]，姜羽等對單圓柱聲波下傳熱特性進行了數(shù)值分析[8]，楊延鋒等對換熱管外的聲流特性進行了數(shù)值模擬[9-10]，Bahrani等[11]研究了振動圓柱誘導(dǎo)的穩(wěn)定旋渦流動現(xiàn)象，Gopinath等[12]對強聲場中圓柱的對流換熱行為進行了實驗研究。

綜上，聲波能影響物體的換熱特性，而對物體的換熱起到?jīng)Q定性的作用是聲流[9-10]，聲能量作用于物體表面的熱黏性層，由于損耗形成的漩渦，即聲流，通過漩渦的脫落與運動影響物體與介質(zhì)的熱交換情況。Nyborg等建立了聲流的基本方程[13]，Lee等對聲流進行了仿真研究，在研究聲流過程中常采用了極限速度法[14]，Lei等將其優(yōu)化并用于模型分析[15]。……