發(fā)布時(shí)間：2017-04-03 19:05

  本文關(guān)鍵詞：低溫翅片管換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：換熱器廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力及能源等工業(yè)領(lǐng)域。本文以低溫領(lǐng)域應(yīng)用較廣的翅片管換熱器為研究對象,對低溫?fù)Q熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算進(jìn)行研究。通過設(shè)計(jì)星型翅片管氣化器以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出了新的設(shè)計(jì)方案。 首先對翅片的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱和非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱進(jìn)行了簡要分析,歸納了相應(yīng)的計(jì)算式。再對管內(nèi)對流換熱進(jìn)行了深入分析,把低溫流體在翅片管內(nèi)吸熱氣化的過程分為單相液體對流換熱、氣液兩相對流換熱、缺液區(qū)換熱及單相氣體的對流換熱四個(gè)過程,從而將氣化器的設(shè)計(jì)計(jì)算分為四個(gè)部分來考慮,這樣便于選用適用性強(qiáng)、準(zhǔn)確度高的關(guān)聯(lián)式,使氣化器的設(shè)計(jì)更加合理準(zhǔn)確。 對一給定基本設(shè)計(jì)參數(shù)的翅片管氣化器進(jìn)行了設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的目標(biāo)是計(jì)算翅片管的長度。本文采用分段計(jì)算原理,以試算法為基礎(chǔ),選用各段合適的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式,完成氣化器的穩(wěn)態(tài)傳熱設(shè)計(jì)。由于氣化器工作時(shí)實(shí)際上大部分時(shí)間都是處于非穩(wěn)態(tài)換熱,故將換熱過程視為穩(wěn)態(tài)時(shí)計(jì)算得出的翅片管長度為最大值。然后采用非穩(wěn)態(tài)簡化模型進(jìn)行計(jì)算,盡管氣化器工作時(shí)大部分時(shí)間都是處于非穩(wěn)態(tài)換熱,但由試驗(yàn)分析得出經(jīng)過一段不太長的時(shí)間后翅片管某固定截面處溫度會趨于穩(wěn)定值,即整個(gè)氣化器的換熱可以認(rèn)為是穩(wěn)定的,故用非穩(wěn)態(tài)算法得出的是設(shè)計(jì)的下限值。 由于穩(wěn)態(tài)傳熱更符合氣化器的實(shí)際工作情況,則以穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果為依據(jù),參考非穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果對設(shè)計(jì)值作出減小35%的修正,完成氣化器的設(shè)計(jì)。最后通過試驗(yàn)證明該設(shè)計(jì)方法切實(shí)可行。設(shè)計(jì)的氣化器可以滿足工作要求,同時(shí)也不使設(shè)計(jì)值過于保守,節(jié)約了材料,減少了投資。 通過實(shí)例設(shè)計(jì),確定了各段設(shè)計(jì)都可以將翅片管的導(dǎo)熱熱阻忽略,同時(shí)壓降不大時(shí),流體物性變化可以忽略,從而使設(shè)計(jì)大大簡化,為同類換熱器的設(shè)計(jì)提供了參考和依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：低溫?fù)Q熱器 翅片管氣化器 設(shè)計(jì) 穩(wěn)態(tài) 非穩(wěn)態(tài) 氣液兩相
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TK172
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 工業(yè)背景11
• 1.2 換熱器國內(nèi)外現(xiàn)況綜述11-13
• 1.2.1 換熱器的分類和特點(diǎn)11-12
• 1.2.2 國內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r12
• 1.2.3 換熱器研究及發(fā)展動(dòng)向12-13
• 1.3 換熱器研究的意義13
• 1.4 本課題研究的翅片管換熱器概述13-17
• 1.4.1 翅片管換熱器簡介13-15
• 1.4.2 低溫系統(tǒng)中翅片管氣化器的應(yīng)用15-17
• 1.5 本課題研究的主要內(nèi)容及意義17-18
• 1.5.1 本課題研究的主要內(nèi)容17
• 1.5.2 本課題研究的意義17-18
• 第二章 翅片的導(dǎo)熱分析18-25
• 2.1 等截面直肋(翅)的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱分析18-21
• 2.1.1 矩形肋(翅)片穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱分析18-20
• 2.1.2 肋(翅)片效率20-21
• 2.2 等截面直肋(翅)的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱分析21-25
• 2.2.1 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本概念21-22
• 2.2.2 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的數(shù)學(xué)模型22-23
• 2.2.3 集總參數(shù)法23-25
• 第三章 兩相流與對流沸騰換熱25-46
• 3.1 兩相流概論25-26
• 3.2 氣液兩相流的流型26-29
• 3.2.1 垂直上升管中氣液兩相流流型26-27
• 3.2.2 垂直下降管中氣液兩相流流型27-28
• 3.2.3 水平管中氣液兩相流流型28-29
• 3.3 管內(nèi)沸騰流型與傳熱關(guān)系圖29-31
• 3.4 對流換熱計(jì)算關(guān)聯(lián)式31-43
• 3.4.1 單相流體對流換熱關(guān)聯(lián)式31-34
• 3.4.2 管內(nèi)流體沸騰換熱關(guān)聯(lián)式34-43
• 3.5 管內(nèi)對流換熱壓降計(jì)算43-46
• 第四章 設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例46-68
• 4.1 設(shè)計(jì)計(jì)算初始條件46-47
• 4.1.1 系統(tǒng)工作流程46-47
• 4.1.2 流程采用的各設(shè)備參數(shù)47
• 4.1.3 翅片管相關(guān)參數(shù)計(jì)算47
• 4.2 設(shè)計(jì)計(jì)算分區(qū)與計(jì)算程序47-48
• 4.2.1 計(jì)算分區(qū)47-48
• 4.2.2 計(jì)算程序流程圖48
• 4.3 單相液體對流換熱區(qū)計(jì)算48-54
• 4.3.1 液氬與翅片管內(nèi)壁的對流換熱系數(shù)計(jì)算48-49
• 4.3.2 空氣側(cè)自然對流換熱系數(shù)α_0計(jì)算49-51
• 4.3.3 傳熱系數(shù)的計(jì)算51
• 4.3.4 換熱量計(jì)算及壁溫校核51-52
• 4.3.5 重設(shè)壁溫試算52-53
• 4.3.6 翅片管總長度計(jì)算53-54
• 4.3.7 管內(nèi)壓降計(jì)算54
• 4.3.8 小結(jié)54
• 4.4 氣液兩相對流沸騰換熱區(qū)54-60
• 4.4.1 汽泡狀沸騰換熱54-58
• 4.4.2 液膜的強(qiáng)制對流換熱區(qū)58-60
• 4.4.3 氣液兩相換熱區(qū)總參數(shù)60
• 4.5 缺液區(qū)計(jì)算60-62
• 4.5.1 缺液區(qū)翅片管長計(jì)算60-61
• 4.5.2 缺液區(qū)壓降計(jì)算61-62
• 4.6 過熱區(qū)計(jì)算62-64
• 4.6.1 氬氣對流換熱系數(shù)計(jì)算62
• 4.6.2 空氣側(cè)自然對流換熱系數(shù)α_0計(jì)算62-63
• 4.6.3 翅片管總長度計(jì)算63-64
• 4.6.4 管內(nèi)壓降計(jì)算64
• 4.7 氣化器設(shè)計(jì)總結(jié)64-65
• 4.7.1 氣化器總體結(jié)構(gòu)64
• 4.7.2 氣化器設(shè)計(jì)小結(jié)64-65
• 4.8 氣化器非穩(wěn)態(tài)設(shè)計(jì)計(jì)算65-67
• 4.8.1 非穩(wěn)態(tài)計(jì)算假設(shè)65
• 4.8.2 非穩(wěn)態(tài)時(shí)管內(nèi)流體與管壁的對流換熱系數(shù)計(jì)算65-66
• 4.8.3 非穩(wěn)態(tài)換熱所需翅片管根數(shù)計(jì)算66-67
• 4.8.4 非穩(wěn)態(tài)氣化器結(jié)構(gòu)67
• 4.9 氣化器設(shè)計(jì)計(jì)算綜合結(jié)果67
• 4.10 氣化器設(shè)計(jì)計(jì)算總結(jié)67-68
• 第五章 翅片管氣化器試驗(yàn)及設(shè)計(jì)結(jié)論分析68-75
• 5.1 試驗(yàn)裝置及主要過程68
• 5.1.1 試驗(yàn)裝置流程68
• 5.1.2 試驗(yàn)過程簡介68
• 5.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析68-72
• 5.2.1 試驗(yàn)測試所得數(shù)據(jù)68-70
• 5.2.2 溫度變化曲線70-72
• 5.3 試驗(yàn)結(jié)果分析72-73
• 5.4 試驗(yàn)結(jié)論73
• 5.5 設(shè)計(jì)計(jì)算與試驗(yàn)誤差分析73
• 5.6 氣化器設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)論73-75
• 結(jié)論75-76
• 參考文獻(xiàn)76-79
• 致謝79-80
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄80-81
• 附錄B 計(jì)算程序81-82

【引證文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 夏凱;汽車發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣余熱熱電轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];武漢理工大學(xué);2011年

2 楊聰聰;LNG空溫式氣化器換熱計(jì)算研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

3 孫星;新型自潔凈式礦用空冷器的研發(fā)與應(yīng)用[D];山東科技大學(xué);2011年

4 樊傳路;化學(xué)回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)仿真研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

5 李影;基于汽車尾氣余熱回收的溫差發(fā)電研究[D];電子科技大學(xué);2010年

6 韓宏茵;深冷翅片管氣化器管內(nèi)相變換熱研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

7 楊恒;低溫?zé)煔庥酂崂玫膿Q熱除塵一體化技術(shù)研究[D];武漢科技大學(xué);2012年

8 李超;LNG動(dòng)力船舶儲罐選型設(shè)計(jì)及穩(wěn)壓過程研究[D];大連海事大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：低溫翅片管換熱器的設(shè)計(jì)計(jì)算研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：284812