两相流动力型分离式热管组合性能研究及工程应用

发布时间：2017-10-30 15:20

  本文关键词：两相流动力型分离式热管组合性能研究及工程应用

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【摘要】：两相流动力型分离式热管相对于传统的换热器以及常规热管具有:不受换热位置高差的影响,不受能量输送距离的影响,方便后期维修等优点,具有广阔的工程应用前景。本文通过实验和Fluent仿真对两相流动力型热管的组合应用进行相关的研究工作,使两相流动力型热管组合能够做到最大化、最优化的节能效果。本文首先对热管的原理以及目前出现的脉动热管、旋转热管以及两相流动力型分离式热管进行了相关的介绍,并对热管输送能量的核心载体——工质进行了介绍。通过搭建动力型热管组合实验台,对动力型热管在冷却除湿应用中的组合应用的节能效果进行了分析,实验结果表明:动力型热管组合应用具有一个最优的热管套数,在空调冷量除湿工程应用中,在供风温度要求在20℃左右时,建议采用3套动力型热管;当供风温度要求在24℃时,建议采用4套动力型热管,这样可以通过调节其中的1套或者2套来控制供风温度。通过对两相流动力型热管组合实验装置增加制冷机组,使其除湿露点温度低于0℃,实验结果表明在除湿露点温度低于0℃的情况下冷却除湿依然可行,但是需要合理设计实验装置并进行除霜。开启1套动力型热管后可以节能21.6%,继续开启1套动力型热管节能效果可以在加入1套动力型热管的基础上提高5.7%。通过使用Fluent软件对水平段直管段的两相流特性进行模拟仿真,可以直观的观察两相流的流动特性。对相同边界条件相同传热温差不同工况的动力型热管蒸发器换热情况进行分析,结果表明内外两套动力型换热效果应该处于近似相等的均衡状态。相同边界条件下的水平流动和竖直流动的模拟结果表明:在动力型热管中使用水平管路布置相对于竖直管路布置具有很大的优势。本文的最后总结前阶段对动力型热管所做的实验性能研究以及Fluent模拟仿真工作,利用动力型热管组合对锅炉烟气余热进行回收利用的设计。利用该动力型热管组合的设计方案可以实现回收1337.37 KW的余热量用来预热空气,预计在一年左右的时间就可以实现投资成本的回收。两相流动力型热管组合应用具有广阔的应用前景,既可以实现能量的高效回收利用,又便于替换现有换热器进行设备改造,值得大力推广应用。
【关键词】：动力型热管组合 冷却除湿 Fluent 水平布管 余热回收
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK172
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 绪论6-10
• 0.1 引言6
• 0.2 热管技术的发展概况6-8
• 0.3 本论文的研究内容8-10
• 第1章 热管技术原理10-16
• 1.1 普通热管的基本工作原理10-11
• 1.2 各种新型热管11-14
• 1.2.1 脉动热管11-12
• 1.2.2 旋转热管12-13
• 1.2.3 两相流动力型分离式热管的基本工作原理13-14
• 1.3 热管工质的发展14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第2章 两相流动力型热管组合性能试验研究16-23
• 2.1 实验装置16-19
• 2.2 实验结果与分析19
• 2.2.1 开启动力型热管对除湿露点的影响19
• 2.3 开启不同数量热管对热管总温降的影响19-21
• 2.4 开启4套动力型热管在不同工况下的热管总温降21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第3章 两相流动力型热管组合露点低于 0℃试验研究23-29
• 3.1 实验装置23
• 3.2 实验结果与分析23-28
• 3.2.1 除湿露点温度低于 0℃可行性研究23-26
• 3.2.2 动力型热管组合在除湿露点温度低于 0℃实验研究26-27
• 3.2.3 动力型热管组合应用的露点温度变化趋势27-28
• 3.3 本章小结28-29
• 第4章 两相流动力型热管在锅炉余热回收利用中的数值模拟29-42
• 4.0 CFD软件介绍29
• 4.1 FLUENT求解两相流流体原理29-31
• 4.2 GAMBIT对物理模型进行网格划分31-33
• 4.3 FLUENT软件中的边界条件设置33
• 4.4 FLUENT模拟结果与分析33-40
• 4.4.1 FLUENT模拟基本现象分析33-36
• 4.4.2 FLUENT模拟结果的两相流流体的流动速度分析36-38
• 4.4.3 相同传热温差下不同工况的FLUENT模拟结果与分析38-39
• 4.4.4 相同边界条件下水平管和竖直管的FLUENT模拟结果与分析39-40
• 4.5 本章小结40-42
• 第5章 两相流动力型热管在锅炉余热回收中设计方案42-53
• 5.1 动力型热管换热器在锅炉余热回收应用中的优点及前景42
• 5.2 锅炉烟气余热热量计算42-43
• 5.3 热管回收热量方案43-45
• 5.4 动力型热管蒸发器设计45-47
• 5.5 动力型热管冷凝器设计47-48
• 5.6 动力型热管机械泵的选型48-50
• 5.7 动力型热管其它附属设备的选型50-51
• 5.7.1 阀门的选型50
• 5.7.2 储液罐的选型50
• 5.7.3 压力表的选型50
• 5.7.4 过滤器的选型50-51
• 5.8 动力型热管工质选择及充注51
• 5.9 动力型热管在锅炉余热回收中的系统总方案51-52
• 5.10 回收方案的优点及经济性分析52
• 5.11 本章小结52-53
• 结论与展望53-55
• 结论53-54
• 展望54-55
• 参考文献55-58
• 攻读学位期间的研究成果58-59
• 附录59-61
• 致谢61-62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 易东明;硫酸生产中的废热利用[J];湖北化工;1997年02期

2 陈思员;李鹏飞;薛志虎;谢铭慧;曲伟;艾邦成;;航天十一院热管军民两用技术的最新进展[J];军民两用技术与产品;2014年05期

3 金俊卿;郑云萍;;FLUENT软件在油气储运工程领域的应用[J];天然气与石油;2013年02期

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本文编号：1118177