立式自然循环蒸发器强化传热与自清洁实验研究

【摘要】： 能源是经济发展的重要保证,而能源的稀缺是当今世界面临的一个重大难题,提高能源利用率在当前情况下意义重大。而在当前我国的化工行业中,单位GDP高能耗的现象一直得不到有效改善,能源的利用率一直不高,所以降低工业生产环节中的能源消耗,提高其有效利用率对于我国化工行业尤为重要。 蒸发器是工业中应用广泛的换热器的一种,因其换热过程中伴随有相变而得名。而传统换热器具有换热效率低下、易结垢等问题,所以提高其换热效率是提高工业生产效率、降低工业生产高能耗现象的关键问题之一。 本文首先针对于一种应用于管壳式换热器的新型强化传热与自清洁装置进行了阐述,并从理论上探究其强传传热与自清洁本质,在此基础上开展了一系列实验研究,首先运用可视化实验考察了该强化传热与自清洁装置阻碍污垢生成的效果,通过对比发现其自清洁效果显著。其次通过强化传热与阻力特性实验研究,针对于几种不同几何尺寸的该强化传热与自清洁装置分析了强化传热与阻力特性,并通过与光管以及不同几何尺寸之间的实验结果对比考察其特性,结果显示该装置强化传热显著。通过实验结果对比找出了在实验工况下几种尺寸中相对最优的尺寸,并依托理论基础分析了其强化传热效果随着尺寸变化的趋势。之后以工业中应用的蒸发器工况为实验条件,设计了一套可用于实验研究的立式自然循环蒸发器强化传热与阻力特性实验研究平台。为了探究该强化传热与自清洁装置对流场扰动的情况,运用CFD软件对其在水平圆管中运行情况进行了数值模拟,计算了其速度分布情况,同时以一组实验值为基础,修改了边界条件,模拟了其在蒸发器中扰动流体的一个具有代表性的特例。 【关键词】：强化传热 自清洁 蒸发器 阻力特性 数值模拟
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TK124
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 研究背景12
• 1.2 强化换热理论12-13
• 1.3 管程强化传热技术13-20
• 1.3.1 强化管14-16
• 1.3.2 内插件16-20
• 1.4 本课题意义与研究内容20-22
• 第二章 "洁能芯"单元组合式强化传热技术22-26
• 2.1 "洁能芯"单元组合式强化换热装置简介22-24
• 2.2 "洁能芯"单元组合式强化换热技术原理24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 "洁能芯"单元组合式强化传热装置实验研究26-44
• 3.1 污垢对比实验26-27
• 3.2 传热与阻力特性实验27-43
• 3.2.1 实验平台28-31
• 3.2.2 实验方法31-32
• 3.2.3 验证试验32-35
• 3.2.4 实验结果与分析35-42
• 3.2.5 传热与阻力特性实验结论42-43
• 3.3 本章小结43-44
• 第四章 蒸发器实验装置44-50
• 4.1 工艺流程设计44-45
• 4.2 结构设计45-49
• 4.2.1 循环动力计算46-47
• 4.2.2 设计计算及强度校核47-49
• 4.3 本章小结49-50
• 第五章 "洁能芯"单元组合式强化换热装置扰流场分析50-60
• 5.1 CFD软件简介50-51
• 5.2 "洁能芯"单元组合式强化换热装置模型51-55
• 5.2.1 实体模型51
• 5.2.2 网格的划分51-52
• 5.2.3 湍流模型52-55
• 5.3 计算结果与分析55-59
• 5.4 本章小结59-60
• 第六章 结论与展望60-62
• 6.1 结论60-61
• 6.2 继续研究的内容61-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-68
• 研究成果及发表的学术论文68-70
• 作者和导师简介70

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

湍流强化传热反馈控制机理    潘利生;史维秀;汪健生;

波纹管技术在蒸馏水机上的应用    蔡丽燕;

波节管在压缩机级间冷却器中的应用研究    徐志军;程广庆;刘夕凤;倪志宇;王学生;

三相流闭式重力热管的强化传热    徐晓萍;史金涛;姜峰;李修伦;

内置转子换热管强化传热数值模拟    张震;杨卫民;韩崇刚;阎华;杨斯博;赵本华;

纵向翅片扁管的传热性能分析    顾平道;梁小强;汤国芳;邱燃;

同轴套管换热器的优势初探    石景祯;赵凯凯;白俊文;

水平螺旋槽管降膜流动和传热特性研究    李艳;张书超;梅宁;赵杰;

换热管内置十字头错开塑料扭带的工作特性    刘美娜;林清宇;尹少军;詹三江;

固-液相变传热强化过程研究进展    郭茶秀;刘树兰;

换热器强化传热技术——转子内插件的实验    张震;丁玉梅;阎华;关昌峰;杨卫民;

内置螺旋阶梯转子换热管强化传热及阻力特性实验研究    杨斯博;丁玉梅;阎华;韩崇刚;关昌峰;杨卫民;

插入扰流元件换热器强化传热的实验研究    毋震;姬长发;李磊;

弯曲热管传热性能的试验研究    徐红艳;李忠;沈同俊;谢荣建;

基于短管效应的管内汽水换热器    刘宏波;林志勇;杨阳;张扬;彭晓峰;

内置转子套管换热器的实验及数值模拟研究    张震;杨卫民;阎华;丁玉梅;

波纹内翅片管对流换热实验的研究    李晓燕;李智;张广宇;闫泽生;

扭曲片管强化传热技术应用    王国清;张利军;杜志国;

一种强化传热新技术在乙烯裂解炉管中的应用    翟俊霞;涂善东;宋颖坚;

强化传热技术在制冷工业中的应用    衣秋杰;丁鸿昌;

外翅片强化传热铜管生产线在金龙投建    岳振廷

金龙铜管集团外翅片强化传热铜管项目通过验收    岳振廷

洁能芯：节能减排的又一重大突破    谢培红

高效强化传热新技术开发成功    记者 王亚丽

氯化钙装置防垢技术获重大突破    特约记者 张勤业　孙志

山东海化氯化钙装置防垢节能技术获突破    于月光通讯员 张勤业

山东海化氯化钙装置传热除垢技术达国际先进水平    石磊

我国氯化钙装置防垢技术获重大突破    王志

扭曲片管在燕化所有炉型上推广使用    高中兴 周先锋

西安摘两项国家科技进步一等奖    记者 张平阳

大型火力发电水冷机组凝汽器强化传热关键技术研究    韩崇刚

在管内核心区插入多孔介质实现强化传热的实验与数值研究    黄志锋

高温热管翅性能及其强化传热过程的研究    赵蔚琳

不可压缩黏性流动与强化传热问题的高精度紧致差分方法    王晓峰

矩形通道内流动与强化传热的实验与数值研究    唐新宜

螺旋形变管强化传热与流阻特性研究    杨胜

纳米流体强化传热机理研究    李强

扭带及涡产生器在管内诱导的二次流强度及其强化传热特性研究    林志敏

流致薄膜振动强化新风余热回收    卢艳华

两相闭式热虹吸传热过程及其非线性特征研究    陈彦泽

三相流闭式重力热管的强化传热研究    徐晓萍

双侧强化传热改造670t/h锅炉低温再热器可行性研究    鲁宁

电磁抗垢装置的研制及抗垢机理的实验研究    吴智慧

螺旋槽管强化传热研究与应用    王丽芝

纳米热超导元件的研究    彭玉辉

螺旋槽管强化传热研究    贾瑞宣

微型液轮机强化传热实验研究及实验数据处理系统的开发    王华明

立式自然循环蒸发器强化传热与自清洁实验研究    童义

电站直接空冷系统异型管的流动与换热特性    张来

垂直管外凝结的双侧强化传热研究及其在发电厂低压加热器上的应用    胡雷鸣