预冷式蒸发空冷器传热性能的研究

发布时间：2022-08-11 18:05

　　环境问题日益突出、能源危机进一步加深,为积极响应国家号召的节能减排政策,石油化工、电厂和炼油等领域都在不断探索高效、节能、环保的换热设备。利用水的汽化潜热大量带走热量的蒸发式空冷器由于高效的换热效率近年来被广泛应用,但是它依然存在一些缺陷,如管壁易形成水垢,冷却范围较窄等。为此,预冷式蒸发空冷器应运而生,但是这种新型的换热设备在设计上的理论指导还不成熟,在实际应用上的经验依旧不足。本文依托自主设计建立的预冷式蒸发空冷器中试实验装置,考察了工艺介质流量、工艺介质入口温度、风量和喷淋水量等因素对预冷式蒸发空冷器传热性能的影响,结果表明:当热水泵频率控制在36Hz,风机频率和循环水泵频率分别为45Hz和40Hz时,传热效果最佳,此时总热流密度可达到11 k W/m2,湿式部分管外给热系数可达到2000W/（m2·K）。适当提高工艺介质进口温度,换热能力可以进一步增强。湿式部分换热效果的增强使得二次空气温度升高,进而影响干式部分的换热能力;另外,湿式部分达到最佳换热效果时,干式部分并非最佳。论文从热量和质量守恒的角度,理论分析了传热传质过程,得出了四个常微分方程来描述整个换热过程,并给出了边界... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 空冷器的分类
        1.2.1 干式空冷器
        1.2.2 湿式空冷器
        1.2.3 预冷式蒸发空冷器
    1.3 预冷式蒸发空冷器的原理及应用
        1.3.1 预冷式蒸发空冷器的原理
        1.3.2 预冷式蒸发空冷器的应用
    1.4 空冷器研究概况
        1.4.1 设备结构研究概况
        1.4.2 传热传质理论概述
    1.5 研究目的和意义
    1.6 主要研究内容
2 预冷式蒸发空冷器传递过程分析
    2.1 预冷式蒸发空冷器传热机理
        2.1.1 假定条件
        2.1.2 传热传质基本方程
        2.1.3 传热传质理论分析
    2.2 总传热系数的确定
    2.3 管外给热系数确定
        2.3.1 蒸发部分管外给热系数
        2.3.2 预冷部分管外给热系数
3 实验装置
    3.1 实验装置及实验方法
    3.2 实验过程控制
        3.2.1 工艺控制要求
        3.2.2 参数控制调节
        3.2.3 数据采集控制系统
    3.3 误差分析
        3.3.1 系统误差
        3.3.2 随机误差
        3.3.3 误差传递
4 实验结果及讨论
    4.1 实验数据处理
        4.1.1 热负荷与热流密度
        4.1.2 对数平均温差
        4.1.3 总传热系数
        4.1.4 管内给热系数
        4.1.5 管外给热系数
    4.2 实验方案
        4.2.1 干式空冷实验方案(系统干运行)
        4.2.2 预冷式蒸发空冷实验方案(系统湿运行)
    4.3 预冷式蒸发空冷器传热性能研究
        4.3.1 系统干运行的传热性能
        4.3.2 系统湿运行的传热性能
    4.4 小结
5 传热模型建立
    5.1 SPSS软件介绍
    5.2 影响因素及模型结构
    5.3 逐步回归分析法
    5.4 拟合模型优劣表征
    5.5 预冷部分模型拟合
        5.5.1 传热模型的线性变换
        5.5.2 模型建立及分析
        5.5.3 最优传热模型结构及评价
        5.5.4 蒸发部分对翅片管管外给热系数的影响
    5.6 小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录 Ⅰ主要符号说明
附录 Ⅱ攻读硕士学位期间发表的学术成果



本文编号：3675135