微肋管换热器强化换热技术的研究

论文摘要

管壳式换热器由于其制造简单、生产成本低、工作可靠、承压能力高等诸多优点,被最广泛应用于工业生产各领域。但是由于其传热性能不如板式换热器和板翅式换热器,使它的应用受到一定的限制。如何有效的改善管壳式换热器的传热性能就成人们一直所关注的焦点,强化传热则是其重要手段。管壳式换热器强化传热研究方向主要分为管程强化传热和壳程强化传热两个方面。随着新型强化换热管和管束支撑的出现,给管壳式换热器注入了新的生命力。目前大量国内外文献从理论和实验去研究高效换热器的良好的传热与阻力特性。本文以实验为基础,研究换热器的传热与阻力特性,主要研究的内容与结果如下：1、综述了换热器的发展过程、国内外的研究现状和进展,并在此基础上选择并设计了三种高效换热器：微肋管管壳换热器、扁管管壳换热器和斜肋扁管壳式换热器。2、介绍了三种换热器的设计尺寸,各个换热器的特点。从理论上分析并选取合适布管方式和管束支撑,及换热器加工时的要求。3、在换热器的实验台上进行了水-水换热的传热与阻力特性的实验,获得了相应的实验数据,并根据实验结果分析和对比微肋管管壳换热器、扁管管壳换热器和斜微肋扁管壳式换热器的传热与阻力特性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景与研究的意义
• 1.2 换热器发展概况
• 1.3 强化管壳换热器传热传热性能的途径
• 1.3.1 增加传热面积A
• 1.3.2 增大平均传热温差△t
• 1.3.3 提高传热系数k
• 1.4 国内外换热器强化换热技术应用现状
• 1.4.1 管程强化换热技术应用
• 1.4.2 壳程强化换热技术应用
• 1.5 本文主要研究内容
• 1.6 本章小结
• 第2章 换热器的实验原理
• 2.1 换热器传热量的确定
• 2.1.1 管程换热量
• 2.1.2 壳程换热量
• 2.1.3 平均总换热量
• 2.2 总传热系数的确定
• 2.3 换热管水力半径、当量直径及雷诺数的确定
• 2.3.1 水力半径计算
• 2.3.2 当量直径计算
• 2.3.3 雷诺数计算
• 2.4 流动阻力的确定
• 2.5 换热器性能的评价
• 第3章 实验装置的介绍及实验内容
• 3.1 实验装置介绍
• 3.1.1 循环水系统
• 3.1.2 电加热系统
• 3.1.3 测量系统
• 3.2 实验系统精度要求
• 3.2.1 铠装热电偶的标定
• 3.2.2 差压变送器的标定
• 3.3 换热器的结构
• 3.3.1 圆管壳式换热器
• 3.3.2 扁管壳式换热器
• 3.3.3 换热管设计与布置
• 3.4 实验的运行和步骤
• 3.4.1 实验前准备
• 3.4.2 实验步骤
• 3.4.3 实验注意事项
• 3.5 本章小结
• 第4章 换热器传热与流动分析
• 4.1 微肋管管壳式换热器性能分析
• 4.1.1 换热功率随流量变化的趋势分析
• 4.1.2 传热系数随流量变化的趋势分析
• 4.1.3 微肋管壳式换热器阻力性能分析
• 4.2 扁管管壳式换热器性能分析
• 4.2.1 换热功率随流量变化的趋势分析
• 4.2.2 传热系数随流量变化的趋势分析
• 4.2.3 扁壳式换热器阻力性能分析
• 4.3 斜肋扁管管壳式换热器性能分析
• 4.3.1 换热功率随流量变化的趋势分析
• 4.3.2 传热系数随流量变化的趋势分析
• 4.3.3 斜肋扁管壳式换热器阻力性能分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 换热器的性能对比分析
• 5.1 壳式换热器换热性能分析
• 5.1.1 温度效率的比较
• 5.1.2 换热功率的比较
• 5.1.3 传热系数的比较
• 5.2 壳式换热器壳程压降的分析
• 5.2.1 管程压降的比较
• 5.2.2 壳程压降的比较
• 5.3 本章小结
• 结论
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 参考文献
• 致谢