本文關(guān)鍵詞：組合轉(zhuǎn)子強(qiáng)化管流體流動(dòng)特性及強(qiáng)化傳熱研究

  更多相關(guān)文章： 組合轉(zhuǎn)子 粒子圖像測(cè)速 強(qiáng)化傳熱 流場(chǎng) 湍動(dòng)能

【摘要】：現(xiàn)如今中國(guó)的能源供應(yīng)日益緊張,經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展又使得能源需求不斷地增長(zhǎng),這加劇了我國(guó)的能源危機(jī)現(xiàn)狀,因此加快能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,大力推廣清潔能源迫在眉睫。在不改變能源消費(fèi)種類的情況下,提高能源利用效率就變得尤為重要。管殼式換熱器是化工生產(chǎn)中的高耗能設(shè)備,提高其傳熱效率,強(qiáng)化傳熱,是提高能源利用率的重要環(huán)節(jié)。針對(duì)管殼式換熱器強(qiáng)化傳熱問(wèn)題,已有多種技術(shù)得到了應(yīng)用,包括各種強(qiáng)化管和管內(nèi)插件,組合轉(zhuǎn)子強(qiáng)化傳熱技術(shù)就是其中的一種。本文針對(duì)組合轉(zhuǎn)子的流動(dòng)及強(qiáng)化傳熱問(wèn)題繼續(xù)深入地開(kāi)展研究。首先,設(shè)計(jì)搭建組合轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)裝置,通過(guò)示蹤粒子圖像測(cè)速的方法來(lái)研究湍流工況條件下光管和組合轉(zhuǎn)子強(qiáng)化管內(nèi)的流場(chǎng)分布。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相比于光管,組合轉(zhuǎn)子改變了管內(nèi)的速度場(chǎng)分布,流體在流經(jīng)組合轉(zhuǎn)子后整體呈現(xiàn)旋流狀,同時(shí)組合轉(zhuǎn)子提高了管內(nèi)的湍動(dòng)能,因而從流場(chǎng)的角度揭示了組合轉(zhuǎn)子強(qiáng)化傳熱機(jī)理。然后,在組合轉(zhuǎn)子強(qiáng)化傳熱綜合性能實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,開(kāi)展螺旋兩葉片轉(zhuǎn)子外徑大小不同的組合在70%甘油水溶液下的強(qiáng)化傳熱實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中將外徑22mm轉(zhuǎn)子與外徑19mm轉(zhuǎn)子以不同的比例方式進(jìn)行組合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,2：1相間排列方案的綜合強(qiáng)化換熱效果最好,從而確定了最優(yōu)的轉(zhuǎn)子組合方案。最后,使用有限元分析軟件Fluent對(duì)螺旋兩葉片轉(zhuǎn)子和低流阻轉(zhuǎn)子在管內(nèi)引起的流場(chǎng)及溫度場(chǎng)分布情況進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明,轉(zhuǎn)子所在的管程流體以螺旋線的型式向前流過(guò),并且當(dāng)管內(nèi)放置轉(zhuǎn)子后熱量傳遞地更好,在同樣的軸向位置,冷流體溫度更高；在轉(zhuǎn)子之后的區(qū)域內(nèi),軸向速度和湍動(dòng)能逐步地衰減。
【關(guān)鍵詞】：組合轉(zhuǎn)子 粒子圖像測(cè)速 強(qiáng)化傳熱 流場(chǎng) 湍動(dòng)能
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK124
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 符號(hào)說(shuō)明14-16
• 第一章 緒論16-32
• 1.1 課題來(lái)源16
• 1.2 研究背景16-17
• 1.3 強(qiáng)化傳熱基礎(chǔ)17-19
• 1.3.1 傳熱基本方式17
• 1.3.2 強(qiáng)化對(duì)流傳熱分析17-19
• 1.4 強(qiáng)化傳熱技術(shù)研究進(jìn)展19-25
• 1.4.1 強(qiáng)化換熱管19-22
• 1.4.2 內(nèi)插件22-25
• 1.5 粒子圖像測(cè)速技術(shù)(PIV)25-29
• 1.5.1 PIV簡(jiǎn)介25-26
• 1.5.2 PIV技術(shù)特點(diǎn)26
• 1.5.3 PIV系統(tǒng)組成26-27
• 1.5.4 PIV工作原理27-28
• 1.5.5 PIV技術(shù)的應(yīng)用狀況28-29
• 1.6 本文研究意義及內(nèi)容29-32
• 第二章 組合轉(zhuǎn)子的PIV實(shí)驗(yàn)研究32-50
• 2.1 實(shí)驗(yàn)裝置32-35
• 2.1.1 循環(huán)回路裝置32-33
• 2.1.2 組合轉(zhuǎn)子33-34
• 2.1.3 PIV測(cè)試系統(tǒng)34-35
• 2.2 實(shí)驗(yàn)步驟35-36
• 2.3 實(shí)驗(yàn)參數(shù)的選擇36-37
• 2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論37-47
• 2.4.1 螺旋兩葉片轉(zhuǎn)子與光管的對(duì)比37-41
• 2.4.2 螺旋三葉片轉(zhuǎn)子與螺旋兩葉片轉(zhuǎn)子的對(duì)比41-45
• 2.4.3 螺旋兩葉片轉(zhuǎn)子的作用范圍45-47
• 2.5 本章小結(jié)47-50
• 第三章 組合轉(zhuǎn)子的強(qiáng)化傳熱特性實(shí)驗(yàn)研究50-64
• 3.1 實(shí)驗(yàn)裝置50-51
• 3.2 實(shí)驗(yàn)步驟51-52
• 3.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理52-54
• 3.4 光管驗(yàn)證54-55
• 3.4.1 傳熱性能驗(yàn)證54-55
• 3.4.2 阻力性能驗(yàn)證55
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論55-62
• 3.5.1 相同比例對(duì)比56-59
• 3.5.2 不同比例對(duì)比59-62
• 3.6 本章小結(jié)62-64
• 第四章 組合轉(zhuǎn)子的強(qiáng)化傳熱特性數(shù)值模擬64-76
• 4.1 數(shù)值模擬基本過(guò)程64-65
• 4.2 計(jì)算模型建立65-67
• 4.2.1 幾何模型65-67
• 4.2.2 計(jì)算模型67
• 4.3 模擬結(jié)果驗(yàn)證67-69
• 4.4 模擬結(jié)果及分析69-74
• 4.4.1 光管69-70
• 4.4.2 螺旋兩葉片轉(zhuǎn)子70-72
• 4.4.3 低流阻轉(zhuǎn)子72-74
• 4.5 本章小結(jié)74-76
• 第五章 結(jié)論與展望76-78
• 5.1 結(jié)論76-77
• 5.2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82-84
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84-86
• 作者和導(dǎo)師簡(jiǎn)介86-87
• 附件87-88

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 王志強(qiáng);胡駿;;多級(jí)軸流壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子通道流場(chǎng)的PIV測(cè)量[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2012年01期

2 徐文淵;靜態(tài)混合器的特性和在污水處理中的應(yīng)用[J];石油與天然氣化工;1991年03期

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本文編號(hào)：834866