設備小型化發(fā)展的不斷深入和高熱流密度換熱的需要促使了具備更高換熱性能的小管徑冷凝換熱的研究。基于Nusselt膜狀冷凝傳熱理論,構建了水平圓管從管外冷凝換熱直到管內對流換熱的計算模型和程序,并借助已有文獻的試驗結果完成了計算模型和程序的校驗。隨后,文章重點探討了水平圓管管外冷凝換熱的熱阻分布,揭示當前管外冷凝換熱熱阻在單管整體換熱熱阻中所占比重較小的事實。通過進一步計算和比較本文認為,管外冷凝換熱系數(shù)適度的退化對小管徑水平圓管的整體換熱影響較小,并不能改變小管徑管外冷凝換熱的優(yōu)勢。本數(shù)值分析可為小管徑殼管換熱器的研制以及微小管徑冷凝換熱試驗的設計提供理論支撐。

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖1 水平圓管換熱層分布

對于高溫水蒸氣在銅管外表面遇冷凝結,凝結熱量穿過銅管被管內流動的低溫冷卻水帶走的情形,其水蒸氣、液膜、銅管層和流動冷卻水的分布如圖1所示。假設水蒸氣溫度為一個大氣壓下對應的飽和溫度Tsat=373.15K,銅管外壁面(靠近管外液膜)溫度記為Two,水蒸氣向銅管外壁面的傳熱可用N....

圖3 銅管及冷卻水溫度

圖3示出圓管長度L=0.5m,圓管外徑4mm,內徑2mm,冷卻水質量流率為500kg/m2s時銅管壁面及冷卻水沿管長l的溫度分布。冷卻水入口溫度Twa,in=323.15K,由圖3可以看出,銅管的內外壁面溫差很小,這是由于銅材良好的導熱性造成的;銅管外壁面溫度接近水蒸氣....

圖4 不同管外直徑下的冷卻水溫度分布

圖4示出圓管長度L=0.5m,銅管厚度1mm,冷卻水質量流率500kg/m2s,入口溫度50℃時不同管外直徑下的冷卻水溫度Twa。對于相同的質量流率,冷卻水進出口溫差越大表明圓管換熱能力越好。由圖4知,若不同管徑的水平圓管管外冷凝傳熱系數(shù)均可用Nusselt換熱模型計算,....

圖5 不同層熱阻沿流動方向占比

由于同一微元段上各層間的熱量傳遞守恒,因此不同層間的熱阻大小與其對應的溫差成正比,我們可以依此評價不同層間的熱阻占比。圖5示出圖3所對應工況下的熱阻沿流動方向的占比。由圖5可以看出,冷凝傳熱熱阻占總熱阻比重不到10%,銅管的導熱熱阻幾乎可以忽略,而銅管內壁面與冷卻水間的對流換熱熱....

本文編號：4016115