低温混合工质在板翅式换热器内的传热特性研究

发布时间：2021-08-27 15:34

　　在混合工质低温制冷技术领域,板翅式换热器因其结构紧凑、传热高效且可以同时处理多股物流换热而被广泛用作中小型天然气液化、乙烯分离装置的冷箱。冷箱内发生混合物沸腾与冷凝耦合换热过程,具有换热温差小、温度滑移大、物性变化剧烈的特点,冷箱的高效和紧凑化设计是混合工质低温制冷技术应用的关键性技术难题。但是,目前关于低温混合工质在板翅式换热器通道内的传热特性、传热过程模拟以及多通道结构设计等问题的研究仍然欠缺,已经成为换热器优化设计的瓶颈。为此,本文首先从理论上针对板翅式换热器传热特点提出其换热系数测量方案,并搭建了一套基于低温混合工质制冷循环的实验系统,采用板翅式换热器作为回热器和测试段,重点研究低温混合工质在板翅式换热器内的两相传热特性。在实际工况下,采用大温度滑移混合组分(CH₄+C₂H₄+C₃H₈+i-C₄H₁₀)工质进行实验,获得了27组不同工况下混合工质的沸腾传热特性数据。对其传热特性和机理进行分析讨论,同时,整理12个经典的沸腾传热... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：160 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

板翅式换热器通道层叠结构示意图

图 2-2 通道翅片结构示意图化翅片传热过程计算，忽略翅片在 x 和 z 方向的导热。稳态导热微分方程[101, 108]如公式(2-1)。 = 的截面周长为 P，则表面 y 方向 dy 长度的散热量为： = ( ) ( ) 均匀源项为： = = ( ) 导热微分方程得： = ( ) 上下隔板温度分别为 和 ，则相应的两个边界为定壁 = = = =

图 2-3 通道对称复叠布置的两股流板翅式换热器示意图到(2-16)三个方程，未知数为换热量 、流体温度 和换热系数 ，一个测到壁面温度 、 、 和 ,流体温度和换热系数便可通过求解方系统与装置流程述方案，本文采用定制的铝板翅式换热器作为回热器，专门搭建了一pson 循环的混合工质低温制冷系统，在实际系统对混合物在低温板翅和冷凝耦传热特性进行研究。系统循环流程图如图 2-4 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]天然气汽车加气站的发展趋势[J]. 简志勇,张勃飞,王凌寒.  石化技术. 2017(02)
[2]LNG液化工艺技术及发展[J]. 王宏伟.  化工进展. 2013(S1)
[3]乙烯深冷分离中变温冷却过程制冷系统的设计与优化[J]. 谢娜,刘金平,许雄文,曹乐.  化工学报. 2013(10)
[4]低温混合工质循环多股流换热器性能分析[J]. 张镨,鹿来运,郭开华.  低温工程. 2012(05)
[5]混合工质Linde-Hampson制冷系统的实验研究[J]. 朱军韬,张华.  制冷学报. 2012(02)
[6]单级自动复叠混合工质制冷循环的实验研究[J]. 朱军韬,张华.  低温与超导. 2012(01)
[7]非共沸混合工质在制冷循环中浓度偏移分析[J]. 许雄文,刘金平,曹乐,秦岩,邱国雄,邓雪.  化工学报. 2011(11)
[8]迎向“十二五”中国LNG的新发展[J]. 顾安忠.  天然气工业. 2011(06)
[9]小型混合工质循环气体液化系统实验及优化[J]. 张镨,鹿来运,郭开华,鲁凯.  制冷学报. 2011(03)
[10]内压缩空分流程中主换热器的设计[J]. 牛玉振.  低温与特气. 2010(02)

博士论文
[1]混合工质节流制冷机的理论与实验研究[D]. 王勤.浙江大学 2002

硕士论文
[1]小型MRC天然气液化装置板翅换热器动态特性仿真研究[D]. 王坤.哈尔滨工业大学 2007



本文编号：3366617