两相流动对板式换热器性能影响研究

发布时间：2017-05-21 08:05

  本文关键词：两相流动对板式换热器性能影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于板式换热器结构紧凑、换热效率高，因此在工业领域中应用广泛。但其板间距较小，易结垢，导致效率降低，泵功增大，造成资源浪费。本文以空气和水组成的两相流作为板式换热器的冷侧工质，实验研究了两相流在板式换热器(BR0.015F型)内的传热特性、阻力特性和污垢特性。 改变气相和液相的折算流速，研究板式换热器的传热和阻力特性，并拟合了单相流和两相流的努塞尔数和摩擦系数的实验关联式。实验结果表明：由于气体的扰动作用及气体的破碎和湍流效应，使得两相流的传热能力在实验范围内优于单相流，但阻力有所增大；采用强化换热综合性能评价准则(PEC)分析两相流对板式换热器传热和阻力特性的影响，经计算强化换热综合性能评价准则数均大于1，说明两相流可以提高板式换热器的强化换热效果。 在相同的工况下，采用对比实验的方法研究两相流对板式换热器污垢(包括氧化镁型颗粒污垢、硫酸钙型析晶污垢和松花江水型混合污垢)特性的影响。实验结果显示：两相流的污垢热阻渐近值明显低于单相流时的污垢热阻值，气泡的扰动作用及气体的破碎和湍流效应可增大剥蚀率并有良好的阻垢除垢性能。在第三种方案中，换热器运行一段时间后，污垢热阻值趋于稳定时通入气体，，发现污垢热阻值明显降低。实验结束后拆卸换热器发现换热表面只附着很少量的污垢物质，证实了两相流具有除垢性能。
【关键词】：板式换热器 两相流 传热特性 阻力特性 污垢特性
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK172
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 主要符号表11-13
• 英文字母符号11-12
• 希腊字母符号12
• 上下角标12-13
• 第1章 绪论13-22
• 1.1 研究背景和意义13-16
• 1.1.1 板式换热器简介13
• 1.1.2 两相流动简介13-14
• 1.1.3 污垢的危害和研究意义14-16
• 1.2 板式换热器特性的研究现状16-21
• 1.2.1 板式换热器两相流动的研究现状16-18
• 1.2.2 板式换热器污垢特性的研究现状18-21
• 1.3 本课题的主要研究内容及所做的工作21
• 1.4 本课题的主要创新点21-22
• 第2章 实验原理和系统22-33
• 2.1 实验原理22-24
• 2.1.1 传热系数的计算22-23
• 2.1.2 实验关联式的拟合原理23-24
• 2.1.3 污垢热阻的计算24
• 2.1.4 冷工质的配置24
• 2.2 实验系统和实验过程24-30
• 2.2.1 实验系统24-29
• 2.2.2 实验过程29-30
• 2.3 实验系统误差分析30-33
• 2.3.1 测量误差分析30-31
• 2.3.2 总传热系数和污垢热阻误差分析31-33
• 第3章 板式换热器的传热和阻力特性33-46
• 3.1 本章研究内容33
• 3.2 单相流的实验关联式33-37
• 3.2.1 单相流数据处理33-35
• 3.2.2 单相流的实验关联式35-37
• 3.3 两相流的实验关联式37-41
• 3.3.1 两相流数据处理37-38
• 3.3.2 两相流的实验关联式38-41
• 3.4 板式换热器的传热和阻力特性41-44
• 3.5 综合评价两相流对板式换热器的传热和阻力性能影响44-45
• 3.6 本章小结45-46
• 第4章 板式换热器的污垢特性46-55
• 4.1 本章研究内容46
• 4.2 单相流和两相流下板式换热器颗粒污垢特性对比46-49
• 4.3 单相流和两相流下板式换热器析晶污垢特性对比49-51
• 4.4 单相流和两相流下板式换热器混合污垢特性对比51-53
• 4.5 板式换热器污垢特性分析53-54
• 4.6 本章小结54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-61
• 攻读学位期间发表的学术论文61-62
• 致谢62

【参考文献】

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本文编号：383037