电场强化换热是一种主动强化换热的方法,以空气为介质在传统换热工况的基础上,通过施加高压电场产生的电晕风,使换热表面附近产生较大的流体主体混合,可使强化传热效果有明显的改善,而所消耗的电功耗和传热量相比可忽略不计。EHD(electro hydrodynamics)强化传热具有效果显著、功耗低、易于控制表面热流等一系列优点,其研究逐渐受到重视本文主要围绕电场强化空气换热展开数值计算。采用线-板电极结构,对空气在高压电场中的对流换热现象进行数值模拟。借此得到电场参数如电势、空间电荷密度、电极数量、排列方式等在此过程中对流场和温度场的作用关系。其次,对CFD软件进行二次开发,添加电流连续性方程。在本文的模型中,电场的增加有效的强化了求解域空间内的对流换热。主要得到以下结论:首先,电场强化换热是通过电场对空气分子电离,带电粒子在电场力的作用下运动,在运动过程中对其他分子或离子的碰撞致使气流流场从层流变为湍流,从而加强了整个换热效果;在本模型计算中发现,在线电极附近,电场力对垂直方向的速度变化起主要作用。增加电场后,在靠近线电极处,雷诺数大大增加,空气流动从层流运动变为湍流运动。其次,不同的线板间距对电场强化换热效果影响不同。在本文模型中线板间距在0.02m-0.08m之间,间距越小,电场强化换热效果越好。线板间距为0.02m时,增加电场时局部最大对流换热系数是不加电场的17.1倍,线板间距为0.08m时,增加电场时的局部最大对流换热系数是无电场时的8倍。再次,不同线电压对电场加强换热效果有不同影响。在10KV-20KV的范围内,随着电压的增大,换热系数比逐渐增大,最大值出现在线电压20kV时,在线电极附近剖面上,平均换热系数是无电场的时的11倍左右。而线电极电压为12kV时,这一值仅为无电场时的8.5倍左右。最后,线电极数量及线间距对电场加强热换效果也有一定影响。对于本文所选模型中,两个线电极,且线间距为0.3m时,电场加强换热效果最明显,平均对流换热系数与不加电场时相比较增加了11倍。电场强化换热技术作为节能的有效手段之一,在各领域都有广泛的应用前景。目前对其的研究还停留在实验室阶段,所以对EHD强化换热技术进行研究开发具有重要的现实意义。