换热设备的传热性能对于能源的利用效率非常重要，这一点可以在家用供暖设备以及工业中使用的换热器上就可以看出来，因此，在科学技术迅猛发展、能源问题日渐突出的今天，换热设备的换热性能就显得格外重要。但是，为了达到强化传热的目的，有许多的方法仅仅是对换热表面进行加工，这在一方面增加了换热器的成本，不够经济性，另一方面对表面的加工有可能会在表面产生污垢。所以，这种方法虽然达到了强化的目的，然而如果设备使用时间太长，就会增加污垢所产生的热阻，甚至有可能成为传热过程的主要热阻。这样就会引发因为污垢的沉淀而出现的其他问题。

强化传热是将电场及其理论引入传热学领域，利用电场力与流场和温度场的相互作用而达到传热强化的一种有效方法。事实上，人们很早就发现外加电场对对流传热有强化作用，但是并没有人对其投入关注，直到六十年代人们才开始对其进行深入的研究。近些年，因为余热利用、高效暖通空调系统、海洋能和地热能开发等方面对小温差传热有了更高的要求，而且EHD强化传热的传热效率非常好，在控制表面热流方面也很有优势，开始逐步加强对其研究。直到现在，EHD强化沸腾传热的研究依然受到电场、温度场和流场相互作用的制约，使得研究无法继续深入，也无法推广开来。我国对该技术的研究尚处于襁褓阶段。本试验使用的是工质R502，令其处于外加均匀电场下，在平板受到加热后所产生气泡周围的电场分布特性以及气泡所受到的电场作用进行分析。

1.2 强化沸腾传热技术的研究历程

电水动力学(Electro hydrodynamics，简称EHD)强化沸腾传热属主动强化技术，是一种将电场引入传热学领域，利用电场、流场、热场协同作用达到强化传热的有效新方法。早在1916年Chubb第一个发现电场有强化沸腾传热的效果，在实验里电场可以提高三倍的水蒸发；然而当时的科技水平低下以及相关的研究不足，导致之后三十年里这项技术并为引起关注，同时相关的研究停滞不前。直到20世纪70年代受到能源危机的影响，人们才逐步意识到电场强化技术有多重要。

最早是在1916年，人们发现了EHD有强化传热的效果，但是从60年代人们才开始了对EHD强化换热的定量分析研究。在1980年前，为了提高核态沸腾的极限热流密度，人们主要研究了膜态沸腾换热；在1980年后，人们对EHD技术的研究日益重视，期间人们所发表的论文占了总数的百分之七十。从研究目的上来看，人们一开始仅仅对EHD强化沸腾传热的传热效果进行研究，到后来的对其传热机理进行实质的理论研究；从研究方法和手段上看，从一开始的考察性实验研究变为了后来的试验与理论分析的结合，最后发展到了数值求解。

1.3 EHD 强化沸腾换热的研究现状

1.4EHD 强化沸腾换热的研究方向

1.4.1 基础性研究

通过对沸腾换热EHD强化的实验与理论结合研究。截止到目前，观察实验现象和分析实验结果占据了对EHD强化换热研究的大量精力，而忽视了实验与理论的结合工作，甚至可以说是相互脱节。因此，理论分析和实验相互结合的研究将成为今后工作重点之一。第一步应该建立描述沸腾换热在电场作用下的理论模型。由于EHD沸腾换热过程中电水动力学太过于复杂，对于一个给定换热表面和电极对，预测强化换热的程度需要进行长期的探索。对于复杂换热的表面，最主要的是非均匀电场的电场强度，同时对于气泡脱离的运动也无法进行预测，所以，针对这些问题我们还需要做好基础工作，对于一个确定类型的换热器，最重要的是它的换热表面是否最佳以及电极对的选择。