三管式两相流相分布调控换热器实验研究

发布时间：2017-07-08 19:10

  本文关键词：三管式两相流相分布调控换热器实验研究

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【摘要】：管壳式换热器在冷凝换热领域受到了广泛的应用,现代工业为了寻求换热器的优良性能,换热器的强化传热被广泛研究。R245fa作为一种新的HFC类化合物,在制冷,发电等低品位能源利用领域有着广阔的应用前景。因此,本文依托北京市低品位能源与多相流动传热重点实验室,通过实验研究三管式换热器中R245fa的冷凝规律以及换热器中插入相分布调控丝网管后的性能表现。本文研究的是一个管壳式换热器,换热器有三根换热管,换热管内径14.7mm,长1600 mm,在每根换热管中插入依次串联的四段同心丝网管,每段丝网管的长度为370mm,所用丝网为900 PPI(过滤精度15um)规格的不锈钢丝网,插入丝网管后的换热器被称为相分布调控换热器。本研究搭建了可靠的实验系统进行冷凝实验研究,实验工况为：R245fa质量流速为200～500 kg/m2s,实验段入口干度0.1～0.7,实验段入口R245fa饱和温度62.8℃(对应饱和压力为0.5 MPa)。将相分布调控换热器的实验结果与光管换热器实验结果进行比较,通过分析比较结果得出：三管式换热器中插入分段式相分布调控丝网管,能够有效提高换热器的传热效果,所有工况的传热强化因子EF都大于1；换热器的综合性能良好,绝大多数工况综合评价参数PEC都大于1。同时本文根据(1)换热器出口处于过冷状态；(2)换热器出口处于接近饱和状态；(3)换热器出口仍然处于两相状态等三种工况的不同表现提出了相分布调控换热器的改进意见,为以后的实验研究和实际运用打下基础。
【关键词】：换热器 强化传热 冷凝实验 冷凝器
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK172
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 管内冷凝强化传热方法研究现状9-16
• 1.2.1 换热管处理法10-12
• 1.2.2 插入物法12-14
• 1.2.3 外部辅助强化法14-15
• 1.2.4 管内冷凝强化传热方法总结和展望15-16
• 1.3 本文研究的内容16-17
• 第2章 实验系统和实验方法17-34
• 2.1 实验系统17-19
• 2.1.1 实验台原理图17
• 2.1.2 实验台详细系统图17-19
• 2.2 实验段19-22
• 2.2.0 换热器介绍19-20
• 2.2.1 换热器测点布置20-21
• 2.2.2 分段丝网管安装布置21-22
• 2.3 实验系统设计说明22-25
• 2.3.1 系统设计参数和设备说明22-24
• 2.3.2 管件的连接及密封保温措施24-25
• 2.4 系统调试和运行25-30
• 2.4.1 系统安全运行要求25-26
• 2.4.2 注入R245fa前单相水检验系统26-29
• 2.4.3 R245fa冷凝实验29-30
• 2.5 数据处理30-32
• 2.5.1 传热计算30-31
• 2.5.2 压降计算31-32
• 2.6 不确定度分析32-33
• 2.6.1 直接测量参数的不确定度32
• 2.6.2 间接测量参数的不确定度32-33
• 2.7 本章小结33-34
• 第3章 实验结果34-49
• 3.1 光管换热器实验结果分析34-37
• 3.1.1 冷凝实验重复性结果34
• 3.1.2 两相流校核实验结果34-36
• 3.1.3 传热系数和压力降的变化规律36-37
• 3.2 相分布调控换热器实验结果和分析37-48
• 3.2.1 相分布调控换热器实验结果37-39
• 3.2.2 相分布调控换热器的强化传热39-46
• 3.2.3 相分布调控换热器的压降结果46-48
• 3.3 本章小结48-49
• 第4章 实验结果机理分析49-58
• 4.1 各流型的相分布调控49-52
• 4.2 流动过程中的压差分析52-53
• 4.3 实验结果分析53-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第5章 结论和展望58-60
• 参考文献60-64
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果64-65
• 致谢65

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本文编号：535885