声波强化传热的实验研究与机理分析

• 作者: 杨延锋 姜根山 许伟龙 姜羽
• 来源期刊: 动力工程学报
• 关键词: 声波 传热 声流 振荡流 努塞尔数
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 工程热物理|Engineering Thermophysics
• 页码范围: 136-143
• 页数: 8页
• 分类号: TK124
• 语种: 中文
• DOI: 10.19805/j.cnki.jcspe.2021.02.008

摘要

为探究声波作用下铜球的对流换热机理,搭建了声波强化传热实验台架,研究在不同声压级和声频率的影响下铜球的对流换热问题,并结合声流的作用机理和实验数据深入分析了声波强化传热机理.结果表明:铜球的对流传热系数和努塞尔数随着声压级的增大而非线性增大,且存在强化传热的最佳声频率;相对努塞尔数主要受声频率和声压级的综合影响,而与铜球直径的关系不大;对于给定声压级,声波强化铜球的传热过程随频率的不同可大致划分为4个阶段,即声流控制区、声流和振荡流协同控制区、振荡流控制区和稳定区,并给出前3个阶段相对努塞尔数的经验公式.