【摘要】：煙氣換熱器是煙氣余熱回收過程中的一種重要的設(shè)備,其換熱元件換熱性能優(yōu)劣對(duì)于整個(gè)煙氣余熱回收系統(tǒng)具有深遠(yuǎn)的意義。酒窩結(jié)構(gòu)管型換熱管是一種雙面強(qiáng)化換熱管,目前將其利用在煙氣余熱回收系統(tǒng)中的研究還鮮有報(bào)道。為評(píng)價(jià)酒窩結(jié)構(gòu)管型應(yīng)用在煙氣余熱回收系統(tǒng)中的換熱性能,本文通過自主設(shè)計(jì)并搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)酒窩結(jié)構(gòu)管型換熱管管內(nèi)沸騰換熱特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,為其利用在煙氣余熱回收系統(tǒng)的熱設(shè)計(jì)計(jì)算提供一定的理論參考依據(jù),具有一定的學(xué)術(shù)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。首先,以實(shí)驗(yàn)室燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)生煙氣為熱源,水為換熱工質(zhì),對(duì)光管、渦節(jié)管、酒窩管的管內(nèi)沸騰換熱特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明,在實(shí)驗(yàn)參數(shù)范圍內(nèi),渦節(jié)管的總傳熱系數(shù)能夠達(dá)到同工況下光管的1.3~1.6倍、管內(nèi)沸騰換熱系數(shù)約為光管的1.6~2.1倍、管外傳熱系數(shù)約為光管的1.3~1.5倍。酒窩管的總傳熱系數(shù)可以達(dá)到同工況下光管的1.8~2.3倍,管內(nèi)沸騰換熱系數(shù)約為光管的2.03~2.5倍、管外傳熱系數(shù)約為光管的1.8~2倍。酒窩結(jié)構(gòu)管型有顯著的換熱性能提升。其次,對(duì)已有的管內(nèi)沸騰傳熱經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式進(jìn)行歸納總結(jié),對(duì)酒窩結(jié)構(gòu)管型的強(qiáng)化傳熱機(jī)理進(jìn)行理論分析。并根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)工況下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)渦節(jié)管和酒窩管進(jìn)行線性回歸,得到適合本實(shí)驗(yàn)工況下的渦節(jié)管和酒窩管的管內(nèi)沸騰傳熱關(guān)聯(lián)式。最后,以四川某紙業(yè)有限公司10t/h鍋爐尾部煙氣余熱回收利用項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算為例,對(duì)酒窩管換熱器加裝在鍋爐尾部煙道產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效果和環(huán)境效益進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。本項(xiàng)目相關(guān)設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn)可以為其他煙氣余熱回收項(xiàng)目提供一定的參考。
[Abstract]:Flue gas heat exchanger is an important equipment in the process of flue gas waste heat recovery, and its heat exchanger performance is of profound significance to the whole flue gas waste heat recovery system. Dimple structure tube type heat exchanger is a kind of double-sided reinforced heat transfer pipe. At present, there is little report on how to use it in flue gas waste heat recovery system. In order to evaluate the heat transfer performance of dimple structure tube used in flue gas waste heat recovery system, the boiling heat transfer characteristics of dimple structure tube were studied by designing and building an experimental system independently in this paper. It provides a certain theoretical reference for the thermal design calculation of flue gas waste heat recovery system, and has certain academic significance and engineering application value. Firstly, the boiling heat transfer characteristics of smooth tube, vortex tube and dimple tube were studied by using gas turbine as heat source and water as heat exchanger. The results show that in the range of experimental parameters, the total heat transfer coefficient of vortex tube can reach 1.3 脳 1.6 times of that of smooth tube under the same working condition, and the boiling heat transfer coefficient of tube is about 1.6 times of that of smooth tube. The heat transfer coefficient outside the tube is about 1.3 times as much as that of the smooth tube. The total heat transfer coefficient of the dimple tube can reach 1.8 脳 2.3 times of that of the smooth tube under the same working condition, the boiling heat transfer coefficient of the tube is about 2.03 times of that of the smooth tube, and the heat transfer coefficient of the outside tube is about 1.8 times of that of the smooth tube. Dimple structure tube type has a significant improvement in heat transfer performance. Secondly, the existing formula of boiling heat transfer in tube is summarized, and the mechanism of heat transfer enhancement of dimple structure tube is analyzed theoretically. According to the experimental data, the linear regression of vortex tube and dimple tube is carried out, and the correlation of boiling heat transfer between vortex tube and dimple tube is obtained. Finally, taking the waste heat recovery and utilization project of the tail flue gas of a 10t/h boiler in Sichuan Paper Co., Ltd as an example, the economic and environmental benefits caused by the installation of the wine-nest tube heat exchanger in the tail flue of the boiler are evaluated in an all-round way. This project related design method and experience can provide certain reference for other flue gas waste heat recovery projects.
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK172

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