凝汽器（火用）传递特性研究

论文摘要

本文从能质方面入手以分析凝汽器性能为基础,从火用传递过程讨论凝汽器换热过程火用流密度、火用阻、动态火用损等参数,得出影响凝汽器火用传递的因素及其规律,从而为提高凝汽器的性能,改进凝汽器的用能过程,优化凝汽器的结构做出了指导意见,以期达到节约能源的目的。本文主要以热力学第一、第二定律、及非平衡热力学理论为基础,深入学习研究火用传递理论,凝汽器结构。具体研究凝汽器换热过程的三个环节:冷却管外表面上的蒸汽凝结放热;通过管壁金属本身及管内外表面上污垢层的导热;管内壁对冷却水的对流放热。得出了凝汽器在汽侧、水侧、及管壁内侧、外侧的温度分布。并以此为基础,运用火用传递理论得到各环节的火用传递系数。同时再将凝汽器的设计参数、流体物性参数及过程参数集中在一起,更加细致的观察换热过程的火用传递系数分布。通过分析结果,最后得出如下一些优化设计与运行的方案。(1)通过减少凝汽器表面的污垢、改变流体的流动情况、改变换热面的表面状况等方法,提高对流换热过程中的对流换热系数,在很大程度上会提高火用传递系数,从而提高凝汽的效率,降低火用损失。(2)在设计时,管壁选用热导率高的金属材料,可以提高导热过程的火用传递系数;管壁直径减小时,可以提高对流换热过程的火用传递系数,从而降低火用损失。(3)降低传热温差,可以提高换热过程的火用传递系数,降低换热过程中的火用损失,提高工质流量,冷、热流体与管壁之间的对流换热火用传递系数会随之增大,成正比关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 火用传递的热力学背景
• 1.2.1 火用传递的热力学背景
• 1.2.2 能行为的基本规律—热力学一、二定律
• 1.3 火用传递的产生与发展
• 1.3.1 火用传递研究综述
• 1.3.2 火用传递的产生和发展
• 1.4 火用传递在导热方面的研究
• 1.5 本文的研究目的及主要内容
• 1.5.1 本文的研究目的
• 1.5.2 本文研究的主要内容
• 第2章 火用传递基本概念、原理、及理论方程
• 2.1 基本概念
• 2.1.1 火用传输基元和火用传输系统
• 2.1.2 火用传递强度
• 2.2 火用传递的分类
• 2.3 火用传递的基本原理
• 2.3.1 基本理论方程
• 2.4 本章小结
• 第3章 数学模型的建立
• 3.1 火用传递过程描述
• 3.2 表面式凝汽器换热的基本规律
• 3.3 数学模型的建立
• 3.3.1 凝汽器水侧换热的数学模型的建立
• 3.3.2 凝汽器汽侧换热数学模型的建立
• 3.3.3 凝汽器管壁内热传导数学模型的建立
• 3.4 本章小节
• 第4章 实例计算与分析
• 4.1 重要参数介绍与运算
• 4.1.1 传热分系数
• 4.2 实例计算
• 4.2.1 实例数据
• 4.2.2 数据计算
• 4.3 计算使用参数
• 4.4 计算结果及分析
• 4.4.1 温度分布计算结果及分析
• 4.4.2 凝汽器汽侧换热过程火用传递系数计算结果及分析
• 4.4.3 凝汽器管壁换热过程火用传递系数计算结果及分析
• 4.4.4 凝汽器水侧换热过程火用传递系数计算结果及分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 火用传递系数的优化方法
• 5.1 提高对流换热系数
• 5.2 凝汽器设计时的优化方案
• 5.3 增加传热温差
• 5.4 增加流量
• 第6章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢
• 详细摘要