流体淋液光滑管束的对流换热特性研究

论文摘要

众所周知，热量传输一般通过导热、对流或辐射三种方式来实现，而涉及面最广和研究得最多的是对流换热。其中在各类管壳式换热器、核反应堆和化学反应器中，常常会遇到管束或棒束通道中的传热及其强化问题，而且由于列管式换热器的制造和安装都较简便，因此在实践中得到最为广泛的应用。但是对于管束换热中的流体流动特性以及换热机理却还没有研究的十分透彻，仍有不少棘手的问题亟待解决。本文在现有理论的基础上，以不锈钢管组成的光滑管束为研究对象，以纯水为工质，通过纯水垂直淋液光滑管束，探讨在不同的管束排列方式以及不同的相对管间距下的对流换热特性。在现有实验条件下，对流体淋液光滑管束的对流换热进行模拟实验，管束采用电加热方式，在一定的雷诺数范围内，通过控制加热功率和流体的流量以及调整管束的排列方式和相对管间距，观察分析实验现象，在现有已经成熟的理论基础上，对换热机理进行初步探讨，得到足够的实验数据，并进一步拟合相应的对流换热特性变化曲线，对于最后的结果进行比较分析，确定影响管束换热的主要因素及其特点。实验结果表明，无论是顺排管束还是叉排管束，在实验范围内，在其他因素不变的情况下，换热系数随着纵向管距和横向管距的增大而减小，换热减弱，但是减小的规律不是很明显。同时，也可以发现，在管束换热中，叉排比顺排在相同条件下具有一定的优势。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 强化传热的目的及意义
• 1.1.1 强化传热对于国民经济的重要意义
• 1.1.2 强化传热的目的和任务
• 1.2 换热器中强化传热的途径及分类
• 1.2.1 换热器的工作过程
• 1.2.2 表面式换热器的强化传热途径
• 1.2.3 强化传热技术的分类
• 1.3 强化传热技术的发展及现况
• 1.4 本文的主要研究内容及目的
• 第2章 流体横掠单管时的对流换热特性分析
• 2.1 横掠单管的特点
• 2.2 单管的局部放热
• 2.3 单管的平均放热
• 2.4 流动和传热特性
• 第3章 流体横掠管束时的对流换热特性分析
• 3.1 绕流特征
• 3.2 束中管的放热
• 3.3 束中管的局部放热
• 3.4 束中管的平均放热
• 第4章 实验结果及分析
• 4.1 实验装置与说明
• 4.2 纵向管距对管束换热的影响
• 4.3 横向管距对管束换热的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论及建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录 A 实验所用主要仪器仪表
• 附录 B 常用物理量的单位换算
• 附录 C 饱和水的热物理性质
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果