液相有机热载体炉管内流动阻力特性研究

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1、分类号密级液相有机热载体炉管内流动阻力特性研究研究生姓名：鲁蓉蓉指导教师姓名、职称：寇广孝教授学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程研究方向：空调与建筑节能技术湖南工业大学二〇一五年六月八日分类号.密级.液相有机热载体炉管内流动阻力特性研究ResearchesonFlowResistanceCharacteristicsofTubeinLiquid-phaseOrganicHeatTransferMaterialHeaters研究生姓名：鲁蓉蓉指导教师姓名、职称：寇广孝教授学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程研究方向：空调与建筑

2、节能技术论文答辩日期答辩委员会主席n广、湖南工业大学二〇一五年六月八日湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名务I曰期年6月5曰湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校

3、可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名:导师签名:期:>,5：年t月S摘要到目前为止，有机热载体炉水动力计算只能依赖工程经验或参照热水锅炉水动力计算方法，这制约了有机热载体炉本体开发设计及其工程应用，因此研究有机热载体炉受热面内有机热载体流动阻力特性有着重要的现实意义。本文选取液相有载体炉内螺旋盘管受热面作为研究对象，采用数值模拟和理论研究相结合的方法，研究有机热载体THERMINOL®66在其内流动阻力特性，主要结论如下：(1)螺旋盘管

4、的几何参数对有机热载体THERMINOL®66流动阻力特性影响较大。单位长度压强损失△Pl随管道内径d和盘管直径D的增大而减小，随螺距l的增大而增大。流动阻力系数fc随管道内径d的增大先减小后增大，随盘管直径D的增大而减小，随螺距l增大而增大。(2)有机热载体THERMINOL®66在螺旋盘管内流动时，单位长度压强损失△Pl随流速u的增大而增大，而流动阻力系数fc随速度u的增大而减少。(3)由于有机热载体THERMINOL®66具有自身特殊的热物性，它在螺旋盘管内的流动阻力特性不同于水在螺旋盘管内的流动阻力特性。在不同温度T下，有

5、机热载体THERMINOL®66在螺旋盘管内的流动阻力变化较大，而水在螺旋盘管内的流动阻力几乎不变。有机热载体THERMINOL®66在螺旋盘管内流动时，单位长度压强损失△Pl和流动阻力系数fc随温度T的变化趋势与有机热载体THERMINOL®66的黏度随温度T变化趋势基本一致，两者均随温度T的增大而减小。(4)由于螺旋盘管独特的几何特点，螺旋盘管内有机热载体流动阻力与直圆管内有机热载体流动阻力比，更大更复杂。在同一速度u下，有机热载体THERMINOL®66在螺旋盘管流动时的单位长度压强损失△Pl约是直管的1.47倍，流动阻力系

6、数fc约是直管的1.66倍。(5)采用多因素分析法，分析了5个主要因素螺旋直径D、管道内径d、螺距l、流速u和有机热载体的运动黏度υ对螺旋盘管内有机热载体THERMINOL®66流动阻力系数影响的主次顺序：螺旋直径D＞管道内径d＞螺距l＞有机热载体的运动黏度υ＞流速u。(6)从物理意义上引入无量纲数Re或Dn、d/D和l/d，综合考虑各I种因素的影响，建立了螺旋盘管内有机热载体流动阻力系数fc计算公式。建立的公式适应范围为数值模拟建立的参数范围：200mm＜D＜700mm，8mm＜d＜48mm，40mm＜l＜240mm，1.25m

7、/s＜u＜3m/s，22相应地，5.760mm/s＜υ＜0.935mm/s，17105＜Re＜103040，0.04＜d/D＜0.24，1.25＜l/d＜10。(7)通过回归分析得出了Re、d/D和l/d对流动阻力系数fc影响的主次顺序：Re＞d/D＞l/D，且对流动阻力系数fc影响非常显著。关键词:液相有机热载体炉，有机热载体，螺旋盘管，流动阻力特性，数值模拟IIABSTRACTSofar,hydrodynamiccomputationfororganicheattransfermaterialheatercanonlyrely

8、onexperienceinpracticeandreferenceofhydrodynamiccomputationforhot-waterboiler,whichrestrictedthedevelopmentanddesignoforgani