新型重力热管换热器性能实验及数值的研究

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1、——1一MasterDissertationExperimentalandnumericalinvestigationonheattransfercharacteristicofanovelgravity—assistedheatpipeheatexchangerMajor：Supervisor：△ssQ￡ja土金EI：Qf叠ssQr【：aQXiaQ=LinSubmittedtoThefacultyofCentralSouthUniversityInPartialfulfillmenttherequire

2、mentfortheDegreeofMay,2011SchoolofEnergyScienceandEngineeringCentralSouthUniversityChangsha，Hunan，ER．ChinaF}f4》tl女￡§E{fl原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本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，除了论文中特3JlJJn以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，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本

3、研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：鲎型丝。日期：2业一年』月堕日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。储躲逝导师签名恤嗍4年』月笪日摘要随着社会的发展，能源问题已经日趋严重，节能

4、的呼声也日益高涨。重力热管作为一种高效传热元件已经在各种热能综合利用和余热回收的场合得到了应用，并体现了巨大的优越性。本文提出了一种新型结构形式的重力热管换热器，与常规重力热管相比，新装置可以方便地安装翅片结构，使其换热效果增强。开展对其传热性能的测试工作及研究，实现热能高效回收利用，具有重要意义。通过实验重点研究了充液率、倾斜角度、加热功率及冷凝段风速对重力热管换热器运行热阻的影响规律。研究结果表明：加热功率对热管换热器传热性能具有莺要影响，随着加热功率的增加，热管换热器运行热阻减小；当充液率为20％左

5、右时，各加热功率下装置的运行热阻达到最小值；充液率为20％，当加热功率较小时，随着倾斜角度的增加，热管换热器的运行热阻有减小的趋势，当加热功率较大时，倾斜角度对装置运行热阻影响较小；随着冷凝段风速的增加，热管换热器运行热阻减小。通过对装置结构进行合理简化，建立了单个怪直管道的物理模型和数学模型，采用等热流密度边界条件，通过工程方程求解器(EES)进行了数值计算。计算结果表明：壁面平均温度的计算值和实验值吻合较好，计算结果可以合理地反映管内工质的分布形式，但运行热阻的计算值与实验值总体偏差较大，计算结果不能

6、很好地反映充液量对运行热阻的影响。关键词重力热管；换热器；传热ABSTRACTWithsocietydevelopment，theproblemonenergysourcebecomesmoreandmoreserious．Somoreandmoreattentionsaredrawntoenergysaving．Asanefficientheattransferelement，gravity-assistedheatpipehasappliedinmanyrealmsofheatrecyclingand

7、presentedlotsofadvantages．Anovelgravity—assistedheatpipeheatexchangerispresentinthepaper．Comparedtotraditionalgravity-assistedheatpipe，thenovelequipmentcanaddfinsstrengtheningheattransferconveniently．Toachieveheatrecyclingsufficiently,carryingoutinvestiga

8、tiononthenovelgravity—assistedheatpipeheatexchangerissignificant．Theeffectsoffillingratio，inclinationangle，heatinginputpowerandairvelocityatcondensersectionontheheattransferperformanceofthenewdeviceareinvestigatedex