电场EHD强化沸腾换热实验研究+文献综述(2)
EHD(electro hydrodynamic)强化沸腾换热是指在流体中施加一电场，利用电场、流场和温度场三者之间的耦合作用达到强化沸腾换热的目的。由于EHD技术具有强化效果明显、设备简单、容易控制热流和温度、功耗低、应用面广泛等优点，从而引起了科研人员和工程技术人员的广泛兴趣。目前，国内外在EHD强化沸腾传热领域的研究多数采用非均匀电场，并常常与实际的换热器结合起来，采用可用于工程实际的换热面。但是电场的均匀性对沸腾传热究竟有何影响，此方面的研究还很有限。为了进一步了解EHD强化沸腾传热的机理，本文采用平板作为换热面，研究了均匀电场作用下EHD强化沸腾传热的效果，希望能为机理研究作出一点贡献。
1.1 选择该课题的依据及研究意义
能源是人类赖以生存和发展的基础，是国民经济和社会发展的重要战略物质。由于世界上石油、天然气资源储量有限，能源短缺以及能源与环境恶化的相关性，各国都在进行新能源的开发工作以解决能源紧张局面，因此节能工作是关系到人类生存的大问题。节约能源、提高能源的利用效率，是缓解能源紧缺，保证国民经济持续发展的有效措施之一。
1.1.1 全球能源正面临的危机
(1) 能源储量减少，石油仅供开采41年
目前，石油、煤炭、天然气这三种传统能源占能源消费约90%以上，其中石油占一半以上。然而2004年BP世界能源统计年鉴的最新数据显示，世界石油总储量为1．15万亿桶，仅供生产41年；全球天然气储量为176万亿立方米，仅供开采63年。日本权威能源研究机构也申明，全球煤炭埋藏量10316亿吨，可开采231年；核反应原料铀已探明储量436万吨，可供72年使用（海水中的铀可供使用1万年，利用钚为燃料的增值核反应堆可使用100万年）；利用热核反应，海水中的锂能源可开采年限为1600万年。可见，全世界最为依赖的能源——石油与天然气，在21世纪的前半，就将日趋枯竭。科学家们预计2040年石油消费将达到最高峰，2100年石油消费将减少到不足能源消费总量的5%。而从2050年开始，核能、生物能、水利地热、风力、太阳能的比率大大上升，达到总能源消费的1/3，{Today Hot}热核能源将达到总能源消费的1/4。
(2) 能源需求不断增加，价格无法下降
根据美国能源部能源资讯署2002年3月出版的“International Energy Outlook 2002”，1999—2020年全球能源消费形势如下：
全球能源总消费量将增加60%，其中亚洲及南美州发展我国家将增长1倍（每年增长4%，相比发达国家每年增长1.3%）。
石油：石油预计增长59%（年增长率为2.2%）。此外，石油将文持占全球能源总消费量40%以上的比例。
天然气：争议较小的天然气将是需求增长最快的能源，预计增长一倍。天然气占全球能源消费量比重也将由23%升至28%。
煤：由于空气污染及二氧化碳排放等问题，煤炭占全球能源总消费量的比重将由22%降至20%。
核能：在政治问题影响下，全球核能发展情势尚难确定，但保守估计全球核能消费量将比现在略为增长。
可再生能源（包含大水力）：预估将增长53%。但由于现阶段数量过少、成本高、能源密集度低且供应不稳定，所以占全球能源总消费量的比重将由9%下降到8%。不过预计更远的未来，随着技术的进步，{HotTag}比重将上升较快。
以上预测在2004年阿拉伯石油输出国的12月月报中已经得到体现，它指出截止到2020年，世界石油需求量将以年平均1.7%至2%的速度增长，日需求量逐渐从目前的8200万桶到近1.07亿桶。可见，由于核能与可再生能源的替代性迟迟无法实现，石油、天然气的需求量仍会不断增加，但能源储量是有限的，这种供需关系导致了石油、天然气等能源价格不会下降。同时，恐怖活动增加了石油以天然气运输风险及成本。自美国发生“9.11”恐怖攻击事件后，全球恐怖活动升温，而保护措施较为不足的石油及天然气供应等能源基础设施成为恐怖分子攻击目标的可能性提高。例如2001年10月斯里兰卡一艘油轮遭受其境内恐怖组织攻击；2002年10月法国油轮在叶门遭受不明恐怖分子攻击；各国为了预防恐怖攻击，正大兴土木加强能源设施的保护工作，而随着防范设施、人力及保险费用的增加，能源使用价格也面临逐渐上涨的压力。
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