电流体动力学（EHD）是一个跨学科的领域，其关注流体动力学和电场力之间的相互作用，受到广泛关注。在过去几十年中，通过EHD增强热传递是最有前景的强化换热技术之一。目前一些学者研究了多个电极的纵向排列对增强系数的影响。比如，Peng等在特定的操作参数下提出了设计准则：确保相邻电极之间的间隙最大化，并同时确保电极靠近入口。然而，当操作参数发生变化时，这些设计准则的适用性尚未验证。因此，推导出全面考虑操作和几何参数影响的设计准则仍然是一个具有挑战性的任务。

基于上述问题，华北电力大学工程热物理研究中心兰宁同学作为第一作者，王晓东教授作为通讯作者，在流体力学领域的顶刊Physics of Fluids上发表了研究二次流强度对EHD装置换热效率影响的论文，论文题目为“The impact of secondary flow intensity on heat transfer efficiency of the wire-to-plate electrohydrodynamics devices”。文章研究了宽范围NEHD下，线-板式EHD装置的传热效率。其中，NEHD是一个综合了雷诺数、电压、电极半径等因素影响的无量纲参数，代表离子风引起的二次流强度。文章提出了一种新的EHD装置设计准则：确保二次流强度NEHD = 2.0和电极间距l > 0.014m，然后在通道中尽可能排列更多的电极。

【论文概述】

文章研究了矩形通道中EHD二次流强度对热传递效率的影响。结果表明，在单电极和多电极配置中，NEHD = 2是最佳的二次流强度。过弱或过强的二次流将导致热传递效率降低。通过屏障效应和超大涡旋揭示了效率下降的机制。在多电极配置中，提出了最佳电极间距l > 0.014m。当l < 0.014m时，相邻涡旋之间的强烈相互作用会显著降低热传递效率。基于以上结论，文章提出了适用于多电极应用的设计准则：保持二次流强度NEHD = 2.0和电极间距l > 0.014 m，并尽可能增加电极数量，以确保足够的热边界层扰动。

（换热效率随二次流强度变化曲线）

（单电极配置下的流线与温度分布图）

（双电极配置下间距改变的流线与温度分布图）

论文得到了国家自然基金创新研究群体 (No.51821004)、国家自然科学基金重点项目(No.51936004)、中央高校基础研究经费(No.2020MS063)资助。

撰稿人：兰宁