不凝气体对于珠状凝结管凝结换热影响的试验研究

发布时间：2017-04-19 20:28

  本文关键词：不凝气体对于珠状凝结管凝结换热影响的试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文从不凝气体对凝结换热的影响和珠状凝结的研究现状入手,分析并总结了前人对这两方面的研究工作,在此基础上设计并搭建了实验台。从不凝气体对珠状凝结和膜状凝结换热特性的对比影响、凝结换热汽侧流场和热力特性的数值模拟两方面进行了实验和理论研究。 凝结换热有两种形式:珠状凝结和膜状凝结。目前工业中换热设备实现的主要是膜状冷凝。相对于膜状冷凝,珠状冷凝是一种更高效的换热方式,其冷凝换热系数比膜状冷凝要提高1～2个数量级,如果能够在工业应用中实现该过程,将会大幅度的减少换热面积,从而既能获得节能效果,又能降低设备成本,有着显著的经济效益。另外,影响凝结换热的因素很多,而不凝结气体是其中最重要的因素之一。因此,研究不凝气体对凝结换热的影响成为节能研究的一个重要课题。 为此,本文设计并搭建了凝汽器仿真实验台,实验台分两个实验段,其内分别安装了等离子管束和普通铜管管束,以此分别实现珠状凝结和膜状凝结。实验采用电锅炉产生蒸汽模拟汽轮机排汽,在实验段内与冷却管束进行凝结换热。空气在实验段处于真空状态下经气体流量计倒吸进入测试段,以研究漏空气量对两种凝结换热特性的影响。循环水流过管束,将蒸汽的热量带出系统。为保证实验结果的可靠性,对整个系统进行了严格的气密性检验。 实验结果表明,漏空气量对实现珠状凝结和膜状凝结的仿真凝汽器各热力参数,如凝汽器压力、端差、管壁温以及凝结换热系数和总传热系数等,都有不同程度的影响。漏空气量对凝汽器参数的影响存在临界值,当漏空气量小于临界值时,凝汽器压力、端差和壁温近似保持不变,传热系数则略有下降;当漏空气量大于临界值时,随着漏空气量不断增大,凝汽器性能受到严重影响,凝汽器压力、壁温和端差急剧上升,传热系数迅速变小。 实验结果还表明,等离子管束的换热效果明显高于普通铜管管束,这主要是因为等离子管束比黄铜管束有更低的表面自由能,管壁实现了珠状凝结。相对于普通铜管,其汽侧凝结换热系数可以提高2～10倍,总换热系数可以
【关键词】：漏空气量 珠状凝结 数值模拟 凝汽器
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TK124
【目录】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-12
• 符号表12-14
• 第一章 绪论14-17
• 1.1 课题研究背景14-16
• 1.2 本文的主要内容16-17
• 第二章 实验前的理论准备17-30
• 2.1 含不凝气体的蒸汽冷凝17-22
• 2.2 珠状凝结22-26
• 2.3 数值计算26-27
• 2.4 凝汽器在线监测和诊断27-30
• 第三章 几个问题的说明30-38
• 3.1 珠状凝结模型的尝试建立30-34
• 3.1.1 传热模型的基本假设31-32
• 3.1.2 通过液膜区的传热量32-33
• 3.1.3 通过液滴的传热量33
• 3.3.4 珠状冷凝的平均热通量33-34
• 3.2 不凝气体不是使凝结水产生过冷度的主要因素34-37
• 3.3 不凝气体对珠状凝结的影响37-38
• 第四章 实验装置和实验方法38-54
• 4.1 引言38-39
• 4.2 实验装置与实验系统39-45
• 4.2.1 蒸汽循环系统40-43
• 4.2.2 冷却水循环系统43-44
• 4.2.3 其他实验仪器44-45
• 4.3 实验方法45-50
• 4.3.1 温度的测量45-46
• 4.3.2 压力的测量46
• 4.3.3 漏空气量的确定46-48
• 4.3.4 传热系数的确定48-50
• 4.4 实验步骤50-52
• 4.4.1 实验准备50-51
• 4.4.2 实验步骤51-52
• 4.5 实验仪器52-53
• 4.6 小结53-54
• 第五章 实验结果与分析54-67
• 5.1 实验数据的处理54
• 5.2 系统稳定性分析54-55
• 5.3 不同漏气工况下，实验段内珠状凝结热力特性分析55-65
• 5.3.1 漏空气量对换热系数的影响55-58
• 5.3.2 漏空气量对凝汽器压力的影响58-60
• 5.3.3 漏空气量对传热端差的影响60-62
• 5.3.4 漏空气量对温度的影响62-65
• 5.4 小结65-67
• 第六章 凝汽器汽测凝结换热的数值模拟67-79
• 6.1 引言67
• 6.2 数值方法67-71
• 6.2.1 物理模型67-68
• 6.2.2 控制方程68-70
• 6.2.3 分布质量汇Q70-71
• 6.2.4 边界条件71
• 6.3 数值模拟与分析71-78
• 6.3.1 建立模型与模型程序的考核71-74
• 6.3.2 计算结果分析74-76
• 6.3.3 对管束局部的改进计算76-78
• 6.4 本章小结78-79
• 第七章 结论及展望79-81
• 7.1 本文主要结论79-80
• 7.2 今后工作展望80-81
• 附录 实验结果的误差分析81-87
• 参考文献87-93
• 致谢93-94
• 攻读硕士学位期间的研究成果94-95
• 学位论文评阅及答辩情况表95

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 宁玉琴;凝汽器抽真空系统的性能评价与增效研究[D];山东大学;2011年

2 王伟;基于凝汽器强化传热技术的循环水系统节水研究[D];山东大学;2006年

3 邢朱苗;大型电站凝汽器三维数值研究[D];华北电力大学（河北）;2009年

4 李勇;非能动余热排出换热器沸腾传热强化特性实验研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

5 周敏锐;冷辐射围护结构表面结露特性与热环境研究[D];湖南大学;2010年

6 胡华伟;MED海水淡化系统中CO_2化学解吸理论研究[D];大连理工大学;2012年

7 贾鹏程;气体燃料高温富氧燃烧特性的研究[D];北京交通大学;2012年

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本文编号：317078