管壳式换热器凝结换热实验研究

发布时间：2018-06-05 13:36

  本文选题：管壳式换热器 + 凝结换热　； 参考：《南京工业大学》2015年硕士论文

【摘要】：管内凝结的流动过程是一个复杂的两相流动和相变传热的过程。随着对凝结换热机理的了解和认识,出现了大量对凝结换热特性的研究,研究凝结换热特性主要有两种方法：一是利用模拟软件建立数学模型,通过计算得到了压力、温度、速度、密度场等,对结果进行分析；二是利用实验,将实验中采集的数据进行处理,对实验处理结果进行分析。本文通过实验的方法,以水蒸气—空气为研究工质,对套管式换热器螺旋扁管和光管管内凝结流动和传热的特性进行研究。进行的主要工作以及得出相应的结论如下：(1)对螺旋扁管和光管换热器凝结流动的特性进行研究。通过对实验数据的分析,给出了在低不凝性气体的含量下,螺旋扁管和光管管内雷诺数与摩擦系数之间的关系,压降与质量含气率和热流密度之间的关系。得到摩擦系数随雷诺数的增加而减小,螺旋扁管的摩擦系数高于光滑管,压降随质量含气率的增加而减小,随热流密度的增加而增加,螺旋扁管的压降高于光滑管。(2)对螺旋扁管和光管换热器凝结传热的特性进行研究。通过对实验数据的分析,给出了在低不凝性气体的含量下,螺旋扁管和光管管内雷诺数与努谢尔数之间的关系,质量含气率与换热系数之间的关系。得到努谢尔数随雷诺数的增加而增加,螺旋扁管的努谢尔数高于光滑管,换热系数随质量含气率的增加而减小,螺旋扁管的换热系数高于光滑管。(3)在两相流条件下,给出了不同螺距的螺旋扁管的强化传热综合评价因子与雷诺数的关系,综合分析了螺旋扁管的凝结换热特性。(4)将实验数据进行非线性回归,在已有的经验模型基础上,得到摩擦系数、努谢尔数与雷诺数的经验关系式。(5)通过对实验的研究,得出螺旋扁管较光滑管而言有强化管内凝结换热的效果,但同时也增加了流动阻力。通过改变螺距来提高螺旋扁管的换热性能,效果不明显。
[Abstract]:The flow process of condensation in the tube is a complex process of two-phase flow and phase transition heat transfer. With the understanding and understanding of the mechanism of condensation heat transfer, there are a lot of research on the characteristics of condensation heat transfer. There are two main methods to study the characteristics of condensation heat transfer. One is to build a mathematical model by using simulation software and get the pressure and temperature by calculation. The results are analyzed by the speed and the density field. Two is to use the experiment to process the data collected in the experiment and analyze the results of the experiment. In this paper, the characteristics of condensation flow and heat transfer in the spiral tube and the tube of the tube type heat exchanger are studied by the method of experiment. The main work and conclusions are as follows: (1) the characteristics of the condensation flow of the spiral flat tube and the light tube heat exchanger are studied. Through the analysis of the experimental data, the relationship between the Reynolds number and the number of friction systems in the spiral flat tube and the light pipe, the pressure drop and the mass gas content and heat flow are given by the analysis of the experimental data. The friction coefficient decreases with the increase of Reynolds number. The friction coefficient of the spiral flat tube is higher than that of the smooth tube. The pressure drop decreases with the increase of the mass content, and increases with the increase of the heat flux. The pressure drop of the spiral flat tube is higher than that of the smooth tube. (2) the characteristics of the condensation and heat transfer of the spiral flat tube and the light tube heat exchanger are studied. Through the analysis of the experimental data, the relation between the Reynolds number and the nusell number in the spiral flat tube and the tube tube under the low non condensable gas content, the relation between the mass and the heat transfer coefficient is given. The nusell number is increased with the increase of Reynolds number. The nusell number of the spiral flat tube is higher than the smooth tube, and the heat transfer coefficient is with the quality. The heat transfer coefficient of the spiral flat tube is higher than that of the smooth tube. (3) under the condition of two phase flow, the relationship between the comprehensive evaluation factor of the heat transfer enhancement of the spiral flat tube with different pitch and the Reynolds number is given, and the condensation heat transfer characteristics of the spiral flat tube are synthetically analyzed. (4) the experimental data are regressive with the experience of the existing experience. On the basis of the model, the friction coefficient, the empirical formula of the nauschal number and the Reynolds number are obtained. (5) through the study of the experiment, it is concluded that the spiral flat tube has the effect of strengthening the condensation heat transfer in the tube, but it also increases the flow resistance. By changing the pitch to improve the heat transfer performance of the spiral flat tube, the effect is not obvious.
【学位授予单位】：南京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK172

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本文编号：1982164