新型重力热管换热器性能实验及数值研究

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1、分类号⋯⋯⋯⋯⋯密级UDC编号牛I初大学CENTRALSoUTHUNIVERSITY硕士学位论文论文题目：新型重力热篱换热器性能⋯⋯⋯⋯⋯．塞验器数值研庭-⋯⋯⋯⋯～学科、专业：⋯⋯⋯⋯⋯制垒2燧遏王猩⋯⋯⋯⋯⋯研究生姓名：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯盏⋯墨一俊⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯导师姓名及专业技术职务⋯⋯⋯⋯⋯萱．，h掩～割．熬攮⋯⋯⋯⋯⋯F}f4》tl女￡§E{fMasterDissertationlExperimentalandnumericalinvestigationonheattransfercharacteristicofanovelgra

2、vity—assistedheatpipeheatexchangerMajor：Supervisor：△ssQ￡ja土金EI：Qf叠ssQr【：aQXiaQ=LinSubmittedtoThefacultyofCentralSouthUniversityInPartialfulfillmenttherequirementfortheDegreeofMasterMay,2011SchoolofEnergyScienceandEngineeringCentralSouthUniversityChangsha，Hunan，ER．China摘

3、要随着社会的发展，能源问题已经日趋严重，节能的呼声也日益高涨。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

4、液率为20％左右时，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，计算结果不能很好地反映充液量

5、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-assistedheatpipehasappliedinmanyrealmsofheatrecyclingandpresentedlotsofadvantag

6、es．Anovelgravity—assistedheatpipeheatexchangerispresentinthepaper．Comparedtotraditionalgravity-assistedheatpipe，thenovelequipmentcanaddfinsstrengtheningheattransferconveniently．Toachieveheatrecyclingsufficiently,carryingoutinvestigationonthenovelgravity—assistedheatpipe

7、heatexchangerissignificant．Theeffectsoffillingratio，inclinationangle，heatinginputpowerandairvelocityatcondensersectionontheheattransferperformanceofthenewdeviceareinvestigatedexperimentally．Theresultsshowthat：heatinputpowerhasasignificanteffectonheattransferthermalresis

8、tance，thethermalresistancedecreaseswiththeheatinginputpowerincreasing；theminimumthermalresistanceisgotatthefil