试析异型管强化蒸汽及含不凝气体蒸汽对流冷凝传热的实验研究

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1、大连理工大学硕士学位论文异型管强化蒸汽及含不凝气体蒸汽对流冷凝传热的实验研究姓名：张祖华申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：陈嘉宾2001.3.1大连理工大学硕士学位论文摘要摘要研究三类异型管对蒸汽及含不凝气体蒸汽(空气一蒸汽)对流膜状冷凝传热的强化作用。实验考察了各异型管的表面特性对总传热系数及单侧传热系数的影响·令析了各”“管对纯“汽“蒸汽一空气对流冷“的强化机理，表明实验条件下增大有效传热面积减薄凝液膜厚和破坏不凝气膜稳定性分另日是强化纯蒸汽和空气一蒸汽冷凝的关键9/利用改进Wilson回归法，在不测量壁温的条件下，对管外NusseIt层流膜状冷凝表达式和圆管内单相流体对

2、流传热系数经验式进行修正，得出了实验条件下计算单侧传热系数回归式，以其求得的总传热系数与实验N吻合良好。关键词:异型管;膜状冷凝;强化传热;不凝气体;Wilso。回归法大连理工大学硕士学位论文摘要ExperimentStudyofConvectiveCondensationHeatTransferEnhancementofSteamandSteamwithNon-condensableGasonProfiledTubesAbstract:Threeprofiledtubeswereusedtoinvestigateconvectivecondensationheattransfere

3、nhancementofsteamandsteamwithnon-condensablegas(steam-airmixture).Itwasfoundthatthesurfaceprofilesgreatlyafectcondensationheattransfercoeficientatoutsideandconvectiveheattransfercoefientintubeside.Theexperimentresultsindicatethatheattransferenhancementwasattributedtothiningcondensatefilmonfinsa

4、ndmakingnon-condensablegasfilmunstableBythemendedWilsonplotmethod,theexpressionoffilmcondensationcoeffientontubesandconvectiveheattransfercoefientintubesideweremodifiedwithoutthetube-wall-temperature,andthecalculatedvaluesoftotalheattransfercoefientintheseexpressionsagreewiththeexperimentalvalu

5、eswellKeywords:profiledtube;filmcondensation;heattransferenhancementnon-condensablegas;Wilsonplotmethod11大连理工大学硕士学位论文前言1前言在现代工业迅猛发展、能源需求日益增加的今天，能源紧张问题受到世界各国的日益关注。在开发新能源的同时，世界各国越来越重视节能技术的研究，其中如何有效地利用低品位热能或回收工业生产中的废热将其重新利用，己成为一个非常重要的课题。第二类吸收式热泵(AbsorptionHeatPump11简称AHP11)，也称为吸收式换热器(AbsorptionHea

6、tTransfer简称AHT)的应用为解决这一问题提供了有效的途径111.大连理工大学化学工程研究所和北京燕山石化研究院共同开发了国内第一台AHT，用来回收凝聚釜汽提气废热，正在进行工业化试验。为了使设备装置尽可能地缩小体积、减轻重量、降低成本，以便使AHT技术能够更广泛地推广应用，需要开展针对AHT系统的强化传热和传质的研究。AHT主要由再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器以及溶液换热器组成。强化传热传质，是改进AHT系统的关键，采用强化传热管，是增强热质传递的主要措施之一。通过改变管壁的几何形状〔即异型管)来强化传热是一种较为有效的途径。现在市场上虽然已有多种类型的异型管，但是否适合于

7、强化AHT系统的热质传递，还没有定论;另外，ART系统在循环过程中，由于装置密封性不严等原因，其内部容易进入空气，这将弱化整个系统的热质传递。本文一方面，通过三类异型管(双侧强化低肋管简称DND、双侧强化冷凝管简称DAC,斜槽管简称XC)强化水蒸汽及含不凝气体(空气)蒸汽对流冷凝传热的实验研究，对各异型管强化机理与传热性能进行分析与比较，以便为冷凝传热强化元件的优化和改进提供理论根据与实验基础;另一方面，虽然文献[28-30,40,58]曾分别对纵肋管、螺