管殼式換熱器沸騰換熱實驗研究.pdf

1、管殼式換熱器作為石油化工行業(yè)重要的設(shè)備，對整個行業(yè)的節(jié)能減排起著舉足輕重的作用。近年來，隨著傳熱技術(shù)的加強，作為一種廣泛使用的熱交換器:螺旋扁管也隨之得到了很大的發(fā)展。國內(nèi)外學(xué)者也接踵開始對其中兩相流沸騰流動與換熱特性開展了研究。由于兩相流本身的復(fù)雜性和實驗條件的限制，不同研究者研究所得結(jié)果存在偏差，此外關(guān)于不凝氣體對于傳熱和流動影響的研究較少，因此本文基于管殼式換熱器螺旋扁管管束中氣-液兩相流介質(zhì)，在加入少量不凝性氣體的過程中，進行兩

2、相流沸騰換熱實驗研究。主要研究工作如下:
　　1、通過對實驗數(shù)據(jù)的分析和處理，得到兩相沸騰流動與換熱特性隨雷諾數(shù)、普朗特數(shù)、質(zhì)量含氣率、液相進口體積流量的變化規(guī)律。流動特性方面:在不凝性氣體下，兩相流摩擦阻力壓降隨普朗特數(shù)的增加而增加。沿程阻力隨含氣率的增加，在一定范圍內(nèi)呈現(xiàn)周期性波動，并且隨著液相進口體積流量的增加，波動周期逐漸變大，波動振幅變大。換熱特性方面:在含有不凝性氣體的情況下，隨著兩相流沸騰換熱雷諾數(shù)增大，平均努塞爾數(shù)

3、也增大。兩相流沸騰過程中的熱流密度在低含氣率情況下，隨著含氣率的增加而減小。隨著含汽率的進一步升高，熱流密度呈現(xiàn)周期性波動。
　　2、在上述實驗的基礎(chǔ)上，通過改變螺旋扁管基本結(jié)構(gòu)尺寸:螺距，進行各組對比實驗。探究不同螺距尺寸對于兩相流沸騰流動與換熱特性的影響。發(fā)現(xiàn)小螺距情形下，努塞爾數(shù)隨雷諾數(shù)的增大幅度更大，并且努賽爾數(shù)的極值也較大，即換熱效果更好，并且隨著雷諾數(shù)的增大換熱效果增強的也更顯著;在較低含氣率下，小螺距情形熱流密度隨含