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夾套式熱管傳熱特性實(shí)驗(yàn)研究及其換熱器殼程流場(chǎng)數(shù)值模擬

發(fā)布時(shí)間:2017-03-07 13:43

  本文關(guān)鍵詞:夾套式熱管換熱器多場(chǎng)數(shù)值模擬與優(yōu)化研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


《中南大學(xué)》 2009年

夾套式熱管傳熱特性實(shí)驗(yàn)研究及其換熱器殼程流場(chǎng)數(shù)值模擬

許欣  

【摘要】: 以熱管作為傳熱元件的熱管換熱器具有傳熱效率高、壓力損失小、工作性能可靠、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。但傳統(tǒng)的熱管換熱器存在低溫露點(diǎn)腐蝕的嚴(yán)重問(wèn)題。本文針對(duì)新型的可應(yīng)用于低溫系統(tǒng)余熱回收領(lǐng)域的夾套式熱管及其換熱器進(jìn)行了深入研究,主要完成了以下工作: 進(jìn)行了熱管傳熱特性實(shí)驗(yàn)研究,分析了不同熱流密度下熱管徑向、軸向外壁溫度的分布。計(jì)算了不同充液率條件下熱管的傳熱系數(shù),并根據(jù)最小二乘法原理,推導(dǎo)出了熱管傳熱系數(shù)與充液率及熱流密度的實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式。經(jīng)誤差分析,傳熱系數(shù)的系統(tǒng)誤差不超過(guò)±9.21%。 以計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT為平臺(tái),采用多孔介質(zhì)模型對(duì)夾套式熱管換熱器殼程流場(chǎng)進(jìn)行三維數(shù)值模擬研究。研究發(fā)現(xiàn)靜壓沿?zé)煔饬鲃?dòng)方向近似呈線(xiàn)性分布,且總壓降隨著煙氣入口流速的增加而增大。采用三種不同的分布阻力關(guān)系式進(jìn)行模擬的計(jì)算結(jié)果趨勢(shì)相同,其中Taborek關(guān)系式模擬結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果相對(duì)誤差不超過(guò)8%。 為了彌補(bǔ)多孔介質(zhì)模型不能描述換熱器局部詳細(xì)信息的不足,采用實(shí)體模型對(duì)夾套式熱管換熱器的代表性單元進(jìn)行模擬計(jì)算,其計(jì)算結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果相對(duì)誤差為5.4%。 分析了不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)換熱器壓降的影響。綜合考慮加工、安裝、運(yùn)行等因素,認(rèn)為換熱器翅片高度應(yīng)小于26.5mm,翅片間距應(yīng)大于6.5mm,熱管橫向間距應(yīng)介于108~111mm之間,熱管縱向間距應(yīng)介于120~125mm之間。

【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2009
【分類(lèi)號(hào)】:TK172
【目錄】:

  • 摘要4-5
  • ABSTRACT5-7
  • 目錄7-9
  • 符號(hào)說(shuō)明9-10
  • 第一章 緒論10-21
  • 1.1 熱管概述10-14
  • 1.1.1 熱管的工作原理及分類(lèi)10-11
  • 1.1.2 熱管的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀11-12
  • 1.1.3 夾套式熱管的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)12-14
  • 1.2 熱管換熱器概述14-19
  • 1.2.1 熱管換熱器應(yīng)用與研究現(xiàn)狀14-16
  • 1.2.2 熱管換熱器的酸露點(diǎn)腐蝕問(wèn)題16-17
  • 1.2.3 夾套式熱管換熱器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)17-19
  • 1.3 課題的基本情況19-21
  • 1.3.1 課題研究背景19-20
  • 1.3.2 課題來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容20-21
  • 第二章 夾套式熱管傳熱性能實(shí)驗(yàn)研究21-34
  • 2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)21-25
  • 2.1.1 加熱及冷卻系統(tǒng)21-22
  • 2.1.2 測(cè)量系統(tǒng)22-23
  • 2.1.3 保溫系統(tǒng)23-24
  • 2.1.4 實(shí)驗(yàn)步驟24-25
  • 2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析25-33
  • 2.2.1 傳熱系數(shù)計(jì)算25-26
  • 2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析26-30
  • 2.2.3 傳熱系數(shù)實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式30-32
  • 2.2.4 誤差分析32
  • 2.2.5 實(shí)驗(yàn)中特殊現(xiàn)象分析32-33
  • 2.3 本章小結(jié)33-34
  • 第三章 夾套式熱管換熱器殼程流場(chǎng)整體數(shù)值模擬34-50
  • 3.1 煙氣參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試34
  • 3.2 數(shù)值計(jì)算34-41
  • 3.2.1 計(jì)算模型34-39
  • 3.2.2 計(jì)算區(qū)域39
  • 3.2.3 計(jì)算區(qū)域的離散化39-40
  • 3.2.4 邊界條件40-41
  • 3.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析41-49
  • 3.3.1 Zhang關(guān)系式模擬結(jié)果41-43
  • 3.3.2 Al-sanea關(guān)系式模擬結(jié)果分析43-45
  • 3.3.3 Taborek關(guān)系式模擬結(jié)果分析45-47
  • 3.3.4 模擬計(jì)算值與理論計(jì)算值的比較47-49
  • 3.3.5 誤差分析49
  • 3.4 本章小結(jié)49-50
  • 第四章 夾套式熱管換熱器殼程流場(chǎng)局部數(shù)值模擬50-59
  • 4.1 數(shù)值計(jì)算50-52
  • 4.1.1 計(jì)算模型50
  • 4.1.2 計(jì)算區(qū)域50-51
  • 4.1.3 計(jì)算區(qū)域的離散化51-52
  • 4.1.4 邊界條件52
  • 4.2 數(shù)值模擬結(jié)果分析52-55
  • 4.2.1 靜壓分布52-53
  • 4.2.2 速度矢量分布53-55
  • 4.2.3 模擬計(jì)算值與理論計(jì)算值比較55
  • 4.3 換熱器結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)壓降的影響55-57
  • 4.3.1 翅片高度55-56
  • 4.3.2 翅片間距56
  • 4.3.3 熱管橫向間距56-57
  • 4.3.4 熱管縱向間距57
  • 4.4 本章小結(jié)57-59
  • 第五章 結(jié)論及建議59-61
  • 5.1 結(jié)論59
  • 5.2 建議59-61
  • 參考文獻(xiàn)61-65
  • 附錄65-66
  • 發(fā)表論文和參加科研情況66-67
  • 致謝67
  • 下載全文 更多同類(lèi)文獻(xiàn)

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    【引證文獻(xiàn)】

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    【參考文獻(xiàn)】

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    【二級(jí)引證文獻(xiàn)】

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    4 本報(bào)記者 劉翔飛;[N];中國(guó)石油報(bào);2000年

    5 本報(bào)記者 袁知堅(jiān);[N];貴州政協(xié)報(bào);2010年

    6 本報(bào)記者 楊宏輝;[N];中國(guó)化工報(bào);2009年

    7 記者 姜小毛;[N];中國(guó)化工報(bào);2011年

    8 姜小毛;[N];中國(guó)石化報(bào);2011年

    9 通訊員 陶國(guó)慶 田青;[N];馬鞍山日?qǐng)?bào);2011年

    10 楊雄飛;[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2011年

    中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

    1 顏衛(wèi)國(guó);熱管中冷器及其在車(chē)輛冷卻系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2011年

    2 柴本銀;振蕩流熱管換熱器換熱性能及其在干燥系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2010年

    3 康健;基于硅基微熱管的毛細(xì)驅(qū)動(dòng)與相變傳熱研究[D];浙江大學(xué);2012年

    4 袁達(dá)忠;熱管換熱器的兩相流模型與耦合傳熱的研究[D];大連理工大學(xué);2008年

    5 劉挺;熱虹吸管熱回收裝置傳熱特性及應(yīng)用研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2010年

    6 柳長(zhǎng)昕;半導(dǎo)體溫差發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究及其應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2013年

    中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

    1 王宗偉;通訊基站用兩相流熱管機(jī)組及熱管—制冷復(fù)合機(jī)組的性能實(shí)驗(yàn)研究[D];青島大學(xué);2013年

    2 王丹;中低溫?zé)峁軗Q熱器的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2013年

    3 張嶺;夾套式熱管換熱器多場(chǎng)數(shù)值模擬與優(yōu)化研究[D];中南大學(xué);2010年

    4 杜啟行;復(fù)雜熱管系統(tǒng)工作性能的實(shí)驗(yàn)研究[D];青島大學(xué);2011年

    5 張冰峰;高效磨削用熱管砂輪設(shè)計(jì)與換熱性能仿真分析[D];南京航空航天大學(xué);2011年

    6 葉張波;基于熱管的高輻射能流密度太陽(yáng)能電池板傳熱特性研究[D];上海電力學(xué)院;2010年

    7 閆登強(qiáng);異型熱管換熱器強(qiáng)化傳熱及結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)值模擬研究[D];南華大學(xué);2012年

    8 卞愛(ài)萍;熱管與墻面結(jié)合的供暖末端裝置研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

    9 陳鎮(zhèn)宇;微小型熱管制造技術(shù)的二次除氣機(jī)理研究及設(shè)備開(kāi)發(fā)[D];華南理工大學(xué);2012年

    10 劉春濤;復(fù)雜熱管與兩相流分離式熱管的性能實(shí)驗(yàn)研究[D];青島大學(xué);2012年


      本文關(guān)鍵詞:夾套式熱管換熱器多場(chǎng)數(shù)值模擬與優(yōu)化研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。



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