负压下水平管束凝结换热的实验与研究

发布时间：2021-07-30 08:54

冷凝换热实验采用多根光管水平排列组成的管束,价格低廉、换热效率高是其最大优点。以冷凝传热系数作为实验标准,分析了不同管排处冷凝管传热机理及管束效应模型。水平管束外凝结传热以酒精-水的混合蒸汽作为研究对象,研究双工质在水平管束壁面上的Marangoni现象。Marangoni凝结相比以往的光管外凝结换热效率要高出很多,具有很好的推广能力。利用自行搭建的高气密性Marangoni凝结换热实验系统,在蒸气流量(10kg/h、14kg/h)和压力(31.5kpg、47.5kpa、80.5kpa),进行了酒精浓度(0%、1%、5%、10%)在等温表面上的传热实验,得到了管外凝结换热系数随过冷度变化的凝结特性曲线。实验结果表明:在较低的浓度范围内(1%、5%),首排冷凝管(与单根冷凝管凝结换热情况相同)系数在整个过冷度范围内均呈现下滑趋势,而次排管在某一过冷度下出现转折;在大于5%的浓度范围内,次排管同样表现出不断下滑趋势。混合蒸汽的最大的管外凝结表面系数出现在1%浓度下,而当浓度大于等于5%时,伴随浓度的不断增大,管外传热系数单调减小。蒸汽压力对管外传热系数也表现基本相同的影响曲线。蒸汽流量不如浓度与压力对传热系数影响程度大。为了研究管束效应,提出了“管束效应作用因子”来分析管束效应对凝结换热的影响,并拟合了管束效应多项式。
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK124

文章目录

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 课题来源与研究意义

1.2 壳管式冷凝传热的研究现状与进展

1.2.1 光滑管外冷凝换热研究进展

1.2.2 管外冷凝换热研究现状与进展

1.3 本文的研究目的和主要工作

1.3.1 研究内容

第二章水平管束外Marangoni凝结的理论分析与研究

2.1 Marangoni凝结

2.1.1 Marangoni凝结综述

2.2 Marangoni凝结机理

2.2.1 管束效应

2.2.2 表面张力引起的Marangoni效应

2.2.3 Marangoni对流引起的表面液体流动

2.2.4 多组分间的Marangoni凝结分析

2.3 Marangoni效应对凝结影响的研究

2.4 Marangoni凝结的研究发展

2.4.1 实验研究现状

2.4.2 理论研究现状

2.5 水-酒精混合蒸汽的Marangoni凝结

2.6 本章小结

第三章 Marangoni凝结传热系统设计

3.1 实验试件的选择与设计

3.1.1 实验试件的形状的选择与设计

3.1.2 冷凝试件表面温度测量方法及冷凝系数计算

3.2 Marangoni凝结系统的设计

3.2.1 混合蒸汽凝结循环系统

3.2.2 数据采集系统

3.3 实验方法和过程

3.3.1 冷凝传热系统气密性检查

3.3.2 实验前的准备工作

3.3.3 凝结系统实验流程

3.4 本章小结

第四章水平光滑叉排管束的Marangoni凝结换热特性研究

4.1 管束效应作用下的管束局部的冷凝换热特性对比分析

4.1.1 对比分析不同酒精蒸汽浓度对冷凝换热特性的影响

4.1.2 对比分析混合蒸汽流量对冷凝换热特性的影响

4.1.3 对比分析混合蒸汽压力对冷凝传热特性的影响

4.2 水平光滑叉排管束间的管束效应模型的研究

4.3 本章小结

第五章总结与展望

参考文献

致谢

【参考文献】