基于超声技术的换热器强化传热机制研究
作者：
蒿俊峰
【
转载
】
来源：
化学工程与装备
2025-12-01
蒿俊峰
（上海阿美泰克工业设备苏州股份有限公司，江苏 太仓 215400)
摘 要：针对高黏流体换热器传热效率低的问题，通过实验探究了超声技术对传热性能的强化机制。实脸采用甘油一水混合液作为工质，考察了不同超声频率和功率对换热器总传热系数的影响。结果表明，超声作用显著提升了流体对流换热强度，30kHz频率下传热系数较无超声时提高35%。研究发现，声流效应和空化效应共同作用破坏了热边界层,同时超声能量耗散降低了流体黏度，从而优化了传热性能。
关键词：超声技术;换热器；强化传热；高黏流体
0 引言
换热器是工业系统中实现热量交换的关键设备，其性能直接影响能源利用效率。在许多工业过程中，换热器需要处理高黏流体，这类流体由于流动性差、热边界层厚，导致传热效率较低。为提升传热性能，强化传热技术被广泛研究。超声技术通过声流效应和空化效应改变流体流动状态。声流效应是指超声波在介质中传播时诱导的微尺度涡流，能够加速流体混合；空化效应则指超声波产生的气泡溃灭现象，局部高温高压有助于强化传质与传热。然而，高黏流体中声波衰减较快，能量传递效率受限，导致超声强化传热的效果不稳定。针对这一问题，本研究提出通过实验探究超声频率和功率对换热器传热性能的影响。研究搭建实验系统，测量不同超声参数下的传热系数，分析声流与空化效应对传热效率的贡献，并建立超声参数与传热性能的定量关系。
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