换热器的强化换热一直是传热传质行业的研究重点。由于效率高、安全、能量集中等特点,超声波拥有广阔的开发和应用前景,并且已经广泛的用于各个行业。液体在超声波的作用下会产生空化效应。本文是利用超声的空化作用,对沉浸式换热器进行强化换热的研究。首先,在超声强化传热的基础上,通过对等直径盘管和非等直径盘管建立相关的物理模型和数学模型,运用Fluent软件,分别模拟了超声频率为20kHz、25kHz、28kHz时,不同功率对盘管外换热的影响。通过比较,可以看出在相同的超声频率和功率作用情况下,超声波对非等直径盘管的换热影响要大于对等直径盘管的影响。其次,通过对比没有施加超声波和施加超声波的情况,比较这两种情况下水的速度场分布,得出在同一种超声频率作用时,随着超声功率的增加,水的流动扰动增强。这是由于提高了作用在空化泡上的压力,促进了水中空化泡的产生,所产生的压力波冲击边界层,减少了壁面边界层的厚度,进而减小流动换热的阻力,改变了水的流动状态,从而增强换热。最后,实验采用频率为28kHz的压电换能器,在功率为180W情况下验证超声的强化传热效果。实验中对水箱中的水采取静态加热方式,期间没有水流出。通过实验得出,超声空化对管外自然对流强化传热具有促进作用。超声波作用时,冷凝管的温度会降低,水箱中水的温升比无超声作用时快,水箱中水加热时间缩短。