试析缩放管的改型研究及其在自然对流换热下的传热强化

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1、华南理工大学硕士学位论文缩放管的改型研究及其在自然对流换热下的传热强化姓名：欧阳荣申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：邓先和20040501摘要能源是一种最重要的地球资源，也是社会发展和进步的重要物资基础。我国虽然是能源生产和消费大国，但是人均资源占有量却相对很少。与此同时，我国在能源使用中浪费严重，用能效率远低于发达国家，节能潜力巨大。强化传热技术是20世纪60年代发展起来的一种新型节能技术，在提高能源的利用率方面起到了重要的作用。近年来，强化传热技术得到了迅速的发展，在能源的开发利用、节约等方面起着重要的作用。管壳式换热器是目前工

2、业部门中应用最普遍的一种换热器。强化管壳式换热器的研究主要集中在强化管程和壳程两方面。缩放管是华南理工大学化工所传热与节能重点实验室研制推出的一种高效的换热管，适用于管内外同时强化的场合。而且由于缩放管曲面的过渡比较平滑，不易产生结垢，因此尤为适用于含杂质流体的强化传热。本文在普通缩放管的基础上介绍了一种改型缩放管，并对其进行了自然对流沸腾传热实验。经实验验证得出，改型缩放管比普通缩放管具有更好的沸腾换热性能。本文对普通光管、缩放管以及改型缩放管用于沸腾传热时的传热性能差异进行了分析比较。研究结果表明，在相同的热流密度下，改型缩放管管内自然

3、对流沸腾换热系数与光滑管相比提高了25％，普通缩放管则提高了6％。而在相同的自然对流Re数下，改型缩放管的换热系数也明显大于普通缩放管和光管。此外，本文还对比了普通光管、缩放管以及改型缩放管在未沸腾情况下的传热性能。经实验证明，在未沸腾情况下，改型缩放管仍比缩放管和光滑管要具有更好的换热性能。在相同的自然对流Re数下，改型缩放管的换热系数分别比普通缩放管和光滑管提高了8．9％和18．3％。关键词：强化传热；自然对流；缩放管华南理工大学硕士学位论文ABSTRACTEnergyresourcesarethemostimportantresour

4、cesintheworldandimportantmaterialbaseofsocietaldevelopmentandprogress．Althoughourcountryisabigcountryinenergyproductionandconsumption，theaverageoccupancyamountofenergyresourcesissmallcomparatively．Atthesametime，ourcountrywastesalotin+energyconsumption．Theefficiencyofconsum

5、ingenergyislowerthanthedevelopedcountries，SOthepotentialofenergyconversationisenormous．Thetechnologyofenhancingheattransferisanewenergysavingtechnology，whichhasbeendevelopingsince1960s’．Inrecentyearsthistechnologyhasbeendevelopingrapidly．Itplaysanimportantroleinenergyexplo

6、itation，usingandconservationandetc．Theshellandtubeheatexchangeristhemostcommonheatexchangerinapplicationinindustryatpresent．TheenhancingheattransferresearchofshellandtubeheatexchangerinvolvestWOaspects，enhancedtubestructureandenhancedshellstructure．Convergent·divergenttube

7、isahighlyefficientheattransfertubewhichisdevelopedbyKeylaboratoryofEnhancedHeatTransferandEnergyConversioninSouthChinaUniversityofTechnology．Itcanbeusedontheoccasionofbothinandoutthetubeheattransferenhancement．Furthermorethetransitionofthecrookedsurfaceofconvergent—diverge

8、nttubeissmoothrelatively，SOitcanhardlyhavethedirt．Soitalsocanbeusedinthefluidwhathaveimpu