混合工质在板式换热器里凝结换热特性的实验研究

发布时间：2017-09-20 13:20

  本文关键词：混合工质在板式换热器里凝结换热特性的实验研究

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【摘要】：当今世界面临能源耗尽、环境污染等严重问题。目前为解决这些问题我们能做到的是节约能源、减少排放和发展清洁能源,其中节能极其重要。工业上换热是能量交换的一般方式,这种能量交换通过换热设备来完成,简称换热器。工业上换热器无处不在,其换热效率直接影响能源的有效利用率。板式换热器是目前应用最广泛的换热器之一,其特点是传热系数和换热效率高、体积小、安装和拆卸方便、投资成本低等。Marangoni效应是改变蒸汽凝结的形式来改善凝结换热的一种方法。本文中,结合Marangoni效应和板式换热器固有的特点和性能,使水--酒精混合蒸汽在板式换热器内形成Marangoni珠状凝结,将换热效率,也就是传热系数提高。自行搭建了高气密性实验台,设计了基于MCGS是计算机测控系统,并阐述了其搭建过程和设计过程。通过凝结换热实验系统对不同压力(31.2kPa、47.4kPa、84.5kPa)和不同气相浓度(0%、1%、2%、5%、10%、20%)下的水-酒精混合蒸汽在板式换热器里的凝结换热进行了实验研究。不同条件下做了18组凝结换热实验,对已采集到的数据进行了处理和相关计算。最后实验结果表明,在相同气相浓度下,随着工作压力的升高水-酒精混合蒸汽被凝结时的传热系数也增加。在不同工作压力下,气相浓度1%的传热系数最大,2%次之,0%、5%、10%、20%的顺序递减。实验验证了Marangoni效应能增强换热,混合蒸汽凝结时1%的传热系数比纯蒸汽(0%)凝结时的传热系数高很多,工作压力为84.5kPa时,总传热系数增加33%。总传热系数增大量随着冷侧进、出口温度差的变小而增大。
【关键词】：板式换热器 Marangoni效应 测控系统 凝结换热
【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】：TK172
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-5
• 主要符号表5-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 课题的背景及研究意义8-9
• 1.2 板式换热器及Marangoni效应概述9-13
• 1.2.1 板式换热器的结构、特点及应用9-12
• 1.2.2 Marangoni效应简介12-13
• 1.3 板式换热器和Marangoni效应的研究现状13-15
• 1.3.1 板式换热器研究现状13-15
• 1.3.2 Marangoni效应研究现状15
• 1.5 本课题的研究内容15-17
• 第二章 Marangoni凝结实验系统17-36
• 2.1 实验原理及实验台设计17-20
• 2.1.1 混合换热工质的选择17-18
• 2.1.2 混合工质在板式换热器里的换热过程18-19
• 2.1.3 板式换热器的热力计算19-20
• 2.2 实验系统和实验过程20-34
• 2.2.1 实验系统20-26
• 2.2.2 实验数据测量方法26-30
• 2.2.3 实验方法及过程30-34
• 2.3 实验系统性能34-35
• 2.3.1 实验系统的重现性34
• 2.3.2 实验结果的不确定性分析34-35
• 2.4 小结35-36
• 第三章 计算机测控系统硬件设计与分析36-45
• 3.1 计算机测控系统36
• 3.2 数据采集系统设计36-39
• 3.2.1 数据采集原理36-37
• 3.2.2 数据检测部分分析37-38
• 3.2.3 采集数据的处理方法38-39
• 3.3 控制系统设计39-43
• 3.3.1 压力控制系统的设计39-42
• 3.3.2 加热功率调节系统设计42-43
• 3.3.3 开关量控制系统设计43
• 3.4 小结43-45
• 第四章 基于MCGS的计算机测控系统的软件设计45-56
• 4.1 MCGS组态软件45-47
• 4.1.1 MCGS组态软件的构成45-46
• 4.1.2 MCGS组态环境的五大组成部分46
• 4.1.3 MCGS组态软件的功能和特点46-47
• 4.2 工程建立47
• 4.3 实时数据库建立47-49
• 4.4 测控系统主界面设计49-50
• 4.5 运行策略设计50-53
• 4.6 设备窗.设置53-54
• 4.7 小结54-56
• 第五章 Marangoni凝结换热实验结果及分析56-66
• 5.1 混合蒸汽在相同压力、不同气相浓度下换热特性56-58
• 5.1.1 不同气相浓度下的Marangoni凝结换热特性曲线56-57
• 5.1.2 实验结果及分析57-58
• 5.2 混合蒸汽相同气相浓度、不同压力下换热特性58-60
• 5.2.1 不同压力下的Marangoni凝结换热特性曲线58-60
• 5.2.2 实验结果及分析60
• 5.3 混合蒸汽在板片各测点上的换热特性60-65
• 5.3.1 在相同压力和测点、不同浓度下的Marangoni凝结换热特性曲线及分析60-63
• 5.3.2 在相同压力和浓度下不同测点处的Marangoni凝结换热特性曲线及分析63-65
• 5.4 小结65-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 6.1 总结66
• 6.2 展望66-68
• 参考文献68-71
• 攻读硕士学位期间成果71-72
• 致谢72-74

【参考文献】

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1 郭荣春;板式换热器测试系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年

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本文编号：888302