管壳式换热器沸腾换热实验研究

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2、山．．Ｅｘｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｏ凸ｂｏｉｌｉｎｈｅａｔＩｒａｎｓ化ｒｉｎｓｈｅｌｌａｎｄｐｙｇｔｕｂｅｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｊｇｙｇｙｉｎａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｐｑｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＢｙＭｉｎｗｅｉＸｉｅｇＳｕｅｒｖｉｓｅｄｂｐｙＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ

3、．ＷｅｉＬｉｐＭａｙ２０１５学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。，尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。ｋ研巧半緣名：寺＾日期：厶学位论文的使用声明ｘ＾＾南京工业大学、国家图书馆、中国科学技术信息研巧所、万方数据电子出版社、中国学术期刊（

4、光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可采用影印、缩印或其他复制手段保存论文并通过网络向社会提供信息服务。论文的公布（包括刊登）授权南京工业大学研究生部办理。（打钩生效）；研究生签名：导师签名日期；ＪｏＡ＾日期；硕壬学位论文摘要管壳式换热器作为石油化工行业重要的设备，对整个行业的节能减排起着举足轻重的作用一。近年来，随着传热技术的加强，作为种广泛使用的热交换器：螺旋扁管也随之得到了很大的发展。国内外学者也接趣开始对其中两相流沸腾流动与换热特性开展了研究。由于两相流本

5、身的复杂性和实验条件的限制，不同研巧者研究所得结果存在偏差，此外关于不凝气体对于传热和流动影响的研究较少，因此本文基于管壳式换热器螺旋扁－液两相流介质管管束中气，在加入少量不凝性气体的过程中，进行两相流沸腾换热实验研巧。主要研究工作如下：１、通过，得到两相沸腾流动与换热特性随雷诺数对实验数据的分析和处理、普朗特数、质量含气率、液相进口体积流量的变化规律。流动特性方面：在不凝性气体下，两一相流摩擦阻力压降随普朗特数的增加而増加。沿程阻力随含气率的增加，在定范围内呈现周期性波动，，并且随着液相进口体积流量的増加，波动周

6、斯逐渐变大波动振幅变大。换热特性方面：在含有不凝性气体的情况下，随着两相流沸腾换热雷诺数増大，平均努塞尔数也增大。两相流沸腾过程中的热流密度在低含气率情况下，随着含气率的増加而减小一。随着含汽率的进步升高，热流密度呈现周期性波动。２、在上述实验的基础上，通过改变螺旋扁管基本结构尺寸：螺距，进行各组对比实验。探究不同螺距尺寸对于两相流沸腾流动与换热巧性的影响。发现小螺距情形下，努塞尔数随雷诺数的増大幅度更大，并且努赛尔数的极值也较大，即换热效果更好，并且随着雷诺数的增大换热效果增强的也更显著；在较低含气率下，小螺距情

7、形热流密度随含气率下降的幅度更大，随着含气率的増大，，热流密度周期性波动的周期变大波动频率变小。３、基于前人研巧的模型基础，结合实验数据的整理和分析。运用相应数学分析软件一，得到沿程阻为压降和平均努赛尔数的经验关联式定进行多元非线性回归分析，具有的工程应用价值。关键词：沸腾换热管壳式换热器螺旋扁管两相流动质量含气率ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡＪｂｓｔｒａｃｔＡｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｐｅｔｒｏｌｅｕｍａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｒｙｈｅｓｈｅｌｌａｎｄｔｕｂｅ

8、ｈｅａｔ，ＴｅｘｃｈａｎｇｅｒｐｌａｙａｌａｒｇｅｒｏｌｅｉｎＣＯ打ｓｅｒｖｉｎｇｅｎｅｒｇｙａｎｄｒｅｄｕｃｉｎｇｅｍｉｓｓｉｏｎｓｉｎ