本文關(guān)鍵詞：基于加速管外排液技術(shù)的強(qiáng)化換熱特性研究

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【摘要】：凝結(jié)和蒸發(fā)是自然界最常見的兩種有相變的換熱方式,其中,膜狀凝結(jié)是工業(yè)中最為常見的一種凝結(jié)換熱方式,降膜蒸發(fā)是一種高效的蒸發(fā)換熱方式廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。水平管外膜狀凝結(jié)和水平管式降膜蒸發(fā)的共同特點(diǎn)是在管外形成一層連續(xù)流動(dòng)鋪展的液膜,管外液膜是阻礙換熱的主要因素。可通過加速管外液體的流動(dòng),使其液膜減薄,減小其液膜熱阻,同時(shí)使管外壁面流體的流動(dòng)加速,達(dá)到強(qiáng)化換熱的目的。當(dāng)管外液體的流動(dòng)為穩(wěn)定層流時(shí),液膜與管壁的換熱主要是以導(dǎo)熱方式為主的對(duì)流換熱,因此,液膜是影響換熱的主要因素。采用加速排液技術(shù)強(qiáng)化換熱的機(jī)理主要有兩點(diǎn):其一,加速排泄管外液體,可以減薄液膜厚度,減小了液膜熱阻,強(qiáng)化了液膜內(nèi)熱量的傳遞過程;其二,提高了液膜的流動(dòng)速度和壁面處流體的速度梯度,強(qiáng)化了液膜與管壁面的對(duì)流換熱。本文基于邊界層理論及熱量平衡研究了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的滴形管及橢圓管的換熱特性。結(jié)果表明:(1)液膜脫離壁面的臨界角φc受橢圓度e及Bo數(shù)的影響,即一定的橢圓度e,Bo數(shù)越大,臨界角φc越大,當(dāng)Bo數(shù)一定時(shí),橢圓度e越大,臨界角φc越小;(2)在有效換熱面積相等的情況下,滴型管及橢圓管相比圓管具有更好的排液性能,能有效的減薄液膜厚度,其強(qiáng)化換熱效果主要受橢圓度e及Bo數(shù)的影響;(3)因此,在設(shè)計(jì)滴型管及橢圓管時(shí),應(yīng)該根據(jù)Bo數(shù)確定最佳的橢圓度e;(4)在相同換熱面積及相同橢圓度e時(shí),橢圓管具有比滴型管更好的排液能力,強(qiáng)化換熱效果顯著�；赩OF模型對(duì)不同管型加裝排液板進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,得到了如下結(jié)論:(1)加裝排液板的圓管較其光管的平均液膜厚度減薄,管壁局部Nu數(shù)增大,表明排液板起到了加速排液及減薄液膜厚度的作用,有利于強(qiáng)化傳熱;(2)排液板高度增大,管外同一周向角位置處的液膜厚度越薄,局部Nu數(shù)越大;(3)排液板寬度較小或者較大都不能充分發(fā)揮加速排液的作用;(4)滴型管、蛋形管及橢圓管E=1.5及E=2四種不同截面形狀的異型管加裝排液板后,管外的液體流速增大,無量綱溫度減小,液膜減薄,強(qiáng)化了傳熱能力;(5)加裝排液板后的橢圓管E=1.5及E=2的液膜分布相對(duì)其光管較均勻,可減小“干斑”的可能性。
【關(guān)鍵詞】：膜狀凝結(jié) 降膜蒸發(fā) 排液技術(shù) 液膜厚度 強(qiáng)化換熱
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK124
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 物理量名稱及符號(hào)表11-13
• 第1章 緒論13-23
• 1.1 課題背景及研究的目的及意義13-14
• 1.2 膜狀凝結(jié)的研究現(xiàn)狀及分析14-15
• 1.2.1 膜狀凝結(jié)14-15
• 1.2.2 異型管的膜狀凝結(jié)15
• 1.3 水平管外膜狀凝結(jié)排液技術(shù)的研究現(xiàn)狀15-19
• 1.3.1 排液板技術(shù)15-17
• 1.3.2 排液孔技術(shù)17
• 1.3.3 排液芯技術(shù)17-18
• 1.3.4 EHD排液技術(shù)18-19
• 1.4 水平管外降膜蒸發(fā)的研究現(xiàn)狀及分析19-21
• 1.4.1 實(shí)驗(yàn)研究19-20
• 1.4.2 數(shù)值模擬研究及理論計(jì)算20-21
• 1.5 本文研究主要內(nèi)容21-23
• 第2章 異型管外膜狀凝結(jié)液膜分布及換熱特性研究23-32
• 2.1 物理模型23-24
• 2.2 異型管幾何參數(shù)設(shè)計(jì)24
• 2.3 數(shù)學(xué)模型的建立24-27
• 2.3.1 液膜層內(nèi)的速度及溫度25-26
• 2.3.2 液膜厚度26-27
• 2.3.3 凝結(jié)換熱系數(shù)27
• 2.4 實(shí)例計(jì)算及模型驗(yàn)證27
• 2.5 結(jié)果分析27-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章 水平管外降膜流動(dòng)數(shù)值模擬方法32-39
• 3.1 多相流模型的選擇32-33
• 3.2 水平管外降膜流動(dòng)的控制方程33-34
• 3.2.1 質(zhì)量守恒方程33
• 3.2.2 動(dòng)量守恒方程33-34
• 3.2.3 能量守恒方程34
• 3.3 數(shù)值求解計(jì)算方法的選擇34-38
• 3.3.1 有限體積法34-35
• 3.3.2 求解器的選擇35
• 3.3.3 壓強(qiáng)-速度耦合算法的選擇35-37
• 3.3.4 計(jì)算格式的選擇37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 水平圓管外加裝排液板降膜流動(dòng)數(shù)值模擬39-49
• 4.1 物理模型的建立39
• 4.2 無量綱數(shù)39-40
• 4.3 網(wǎng)格劃分及邊界條件40
• 4.4 物性參數(shù)及排液板幾何參數(shù)40-41
• 4.5 網(wǎng)格無關(guān)性驗(yàn)證與模型驗(yàn)證41-42
• 4.6 數(shù)值模擬結(jié)果及分析42-48
• 4.7 本章小結(jié)48-49
• 第5章 水平異型管外加裝排液板降膜流動(dòng)研究49-58
• 5.1 水平異型管外降膜流動(dòng)物理模型49
• 5.2 無量綱數(shù)及水平異型管外加裝排液板的幾何參數(shù)49-50
• 5.3 網(wǎng)格無關(guān)性及模型驗(yàn)證50-51
• 5.4 數(shù)值模擬結(jié)果及分析51-56
• 5.4.1 異型管速度分析51-52
• 5.4.2 無量綱溫度分布52-53
• 5.4.3 異型管的液膜厚度分布53-55
• 5.4.4 異型管壁局部Nu數(shù)分布55-56
• 5.5 本章小結(jié)56-58
• 第6章 結(jié)論與展望58-61
• 6.1 結(jié)論58-59
• 6.2 展望59-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果65-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李慧君;;滴形管凝結(jié)換熱性能的實(shí)驗(yàn)研究[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2009年20期

2 張健,方杰,范波芹;VOF方法理論與應(yīng)用綜述[J];水利水電科技進(jìn)展;2005年02期

3 王志東,汪德r;VOF方法中自由液面重構(gòu)的方法研究[J];水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展(A輯);2003年01期

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本文編號(hào)：653415