繞管換熱器膜狀凝結(jié)換熱理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、繞管換熱器冷凝換熱廣泛應(yīng)用于高能耗領(lǐng)域，受到繞管換熱器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、實(shí)驗(yàn)成本和實(shí)驗(yàn)誤差較大等客觀因素的影響，該研究仍處于起步階段，尤其是國內(nèi)針對該研究的理論基礎(chǔ)比較薄弱。因此，本文針對繞管換熱器管內(nèi)及殼側(cè)膜狀凝結(jié)換熱進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究，主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：
　?。?）針對繞管換熱器螺旋管內(nèi)純蒸汽膜狀凝結(jié)換熱過程，考慮粘性力、重力、離心力對換熱的影響，建立了螺旋管內(nèi)純蒸汽膜狀凝結(jié)換熱的分層流理論模型，通過理論分析，得到了液膜厚度和換

2、熱系數(shù)的求解方法，為繞管換熱器管內(nèi)膜狀凝結(jié)換熱的研究提供理論支持。
　?。?）搭建了繞管換熱器管內(nèi)膜狀凝結(jié)換熱實(shí)驗(yàn)臺，通過實(shí)驗(yàn)得到了不同蒸汽流量下管內(nèi)膜狀凝結(jié)換熱系數(shù)。把Kang的關(guān)聯(lián)式計(jì)算結(jié)果、本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果與上述理論模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比，結(jié)果表明：冷凝換熱系數(shù)隨蒸汽流量的增加而增加，且本文理論模型的計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的相對誤差在15％之內(nèi)，驗(yàn)證了本文中提出的計(jì)算模型的準(zhǔn)確性，可用于繞管換熱器管內(nèi)膜狀凝結(jié)的換熱計(jì)算。
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3、）針對繞管換熱器殼側(cè)純蒸汽膜狀凝結(jié)換熱過程，以Nusselt層流豎壁膜狀凝結(jié)理論為基礎(chǔ)，建立螺旋管外蒸汽膜狀凝結(jié)換熱的均相流模型，針對是否考慮離心力等換熱影響因素，分別建立兩種不同的數(shù)學(xué)模型，對其換熱特性進(jìn)行了研究，得到首層液膜厚度和對流換熱系數(shù)的求解公式。考慮管束效應(yīng)，基于Nusselt提出的單組份工質(zhì)在管束外冷凝換熱系數(shù)的計(jì)算模型，得到了繞管換熱器殼側(cè)膜狀凝結(jié)換熱理論計(jì)算公式，對公式進(jìn)一步簡化處理，可應(yīng)用于大型繞管換熱器殼側(cè)換熱系數(shù)