矩形通道中场协同理论与结垢特性的实验研究

发布时间：2017-09-02 21:23

  本文关键词：矩形通道中场协同理论与结垢特性的实验研究

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【摘要】：场协同原理是在研究强化换热的基础上提出的，该理论揭示了强化对流换热的实质，并为换热器的设计提供了方向，但是这些研究还停留在强化换热方面，对于换热器按照场协同原理设计后所具有的污垢特性的研究还为之甚少，，本文以矩形翼涡流发生器为研究对象，以纳米氧化镁颗粒为污垢工质，分别在清洁状态和污垢状态对布置不同形式涡流发生器的实验段进行实验，分析了按照场协同理论思想的布置方式所得到的污垢特性。 首先，对光板、前密后疏、前疏后密和全排列四种布置进行研究。对四种布置分别在洁净状态下和污垢状态下进行实验，洁净状态时通过改变流速得到不同雷诺数下实验段进出口压降曲线，并在一定流速下得到实验段总的传热系数，然后配制一定浓度的纳米氧化镁颗粒溶液作为污垢工质对四种布置进行污垢特性实验。实验结果表明：在换热面上安装翼型涡发生器不仅能够强化换热同时还能抑制颗粒垢的生成；前疏后密布置不仅在强化换热和减少流动阻力上都优于前密后疏布置，而且在污垢条件下其也具有更好的抑垢性；结垢前后进出口压差的变化大小在一定程度上也反映了结垢量的大小。 其次，为探究横向涡与纵向涡对颗粒污垢的影响，对顺排、错排和插排进行了研究，以上三种形式都分别采用45°和90°两种攻角。在洁净状态下对不同布置形式进行流动阻力实验，然后配制一定浓度的纳米氧化镁颗粒溶液作为污垢工质进行污垢特性实验。实验结果表明：无论是否安装涡流发生器，矩形通道中纳米MgO颗粒污垢都没有明显诱导期；在换热面上安装矩形翼能够抑制颗粒垢的生成，但流动阻力却明显增大；攻角为90°条件下错排布置抑垢能力比顺排布置强，攻角为45°条件下错排与顺排布置抑垢能力相近，且都比同等条件攻角为90°时抑垢能力强；在攻角相同的条件下，插排布置的抑垢能力最好，但其流动阻力最大，攻角不同时，45°攻角比90°抑垢能力强。
【关键词】：场协同 污垢特性 前疏后密 前密后疏 纳米颗粒
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK124
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目录9-11
• 主要符号表11-13
• 第1章 绪论13-21
• 1.1 课题背景及研究意义13-15
• 1.2 国内外研究现状15-19
• 1.2.1 污垢特性方面的研究15-17
• 1.2.2 涡流发生器方面的研究17-19
• 1.3 本课题主要工作内容19-21
• 第2章 实验系统及原理21-33
• 2.1 实验系统介绍21-30
• 2.1.1 工质循环系统22
• 2.1.2 实验段及涡流发生器22-25
• 2.1.3 加热及冷却系统25-27
• 2.1.4 数据采集系统27-30
• 2.2 实验步骤30-31
• 2.3 实验原理31-32
• 2.4 场协同原理简介32-33
• 第3章 实验台可行性分析及误差分析33-39
• 3.1 可行性分析33-35
• 3.1.1 稳定性检验33-34
• 3.1.2 准确性分析34-35
• 3.2 误差分析35-39
• 3.2.1 温度、压差和流量测量误差分析35-36
• 3.2.2 污垢热阻误差分析36-39
• 第4章 前疏后密和前密后疏布置污垢特性研究39-48
• 4.1 涡流发生器安装尺寸及布置方式39-40
• 4.2 实验内容40
• 4.3 流动阻力特性研究40-42
• 4.4 传热特性研究42-43
• 4.5 污垢特性研究43-47
• 4.6 实验段进出口压差变化47-48
• 第5章 错排顺排布置污垢特性研究48-56
• 5.1 涡流发生器排列方式及安装尺寸48-49
• 5.2 流动阻力特性49-50
• 5.3 污垢特性研究50-56
• 5.3.1 攻角 90°污垢特性比较51-53
• 5.3.2 攻角 45°污垢特性比较53-56
• 结论56-57
• 参考文献57-63
• 攻读学位期间发表的学术论文63-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：780982