铝扁管单管两相流换热测试系统的设计与实验研究

论文摘要

气液两相流动与传热问题广泛存在于动力工业、化学工业、石油工业以及各种加工工业的换热设备中。本课题致力于设计一个尽可能实现精确测量的两相换热测试系统,通过实验研究对铝扁管单管两相流换热特性进行探讨。本文的主要研究工作如下：1.整理归纳国内外关于两相流换热文献,分析研究其实验台设计方案。2.完成多孔铝扁管单管两相流换热测试系统设计、仪器设备采购、系统搭建以及系统调试工作。3.进行铝扁管管内两相流换热实验,选择比较吻合的关联式用来预测R22在铝扁管内的摩擦压降和换热系数,并针对其中管内两相流压降和换热特性进行研究分析。在参考大量国内外文献的基础上进行了铝扁管单管两相流换热实验台的搭建。实验台可以通过改变工质饱和温度、流速等实验条件,开展多种因素影响两相换热性能实验。该套实验台采用了泵替代压缩机的系统循环方案,保证了系统压力的平稳；同时采用预热段的水浴加热方式,使得加热更均匀,操作安全性更好。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 主要符号表
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 多孔铝扁管的市场发展现状
• 1.1.2 多孔扁管两相流传热研究的复杂性
• 1.2 研究意义
• 1.3 国内外研究现状及发展
• 1.4 本课题的研究内容
• 1.5 本章小结
• 2 实验台搭建与设计
• 2.1 实验台可测量的管型及工况范围
• 2.1.1 实验台可测量管型
• 2.1.2 实验台工况范围
• 2.2 实验台系统及流程
• 2.3 实验设备选型及设计
• 2.3.1 微型齿轮泵
• 2.3.2 恒温槽
• 2.3.3 调节系统基准压力装置
• 2.4 实验参数测量及仪器选型
• 2.4.1 温度测量
• 2.4.2 压力和压差测量
• 2.4.3 流量测量
• 2.5 数据采集系统
• 2.6 实验台系统操作软件
• 2.7 测试段多孔铝扁管的连接装置及密封方式
• 2.8 本章小结
• 3 实验操作及数据处理方法
• 3.1 实验操作步骤
• 3.2 实验数据处理方法
• 3.2.1 制冷剂侧换热系数hr的计算
• 3.2.2 水侧换热系数ho的计算
• 3.2.3 测试段干度的计算
• 3.2.4 摩擦压降的计算
• 3.3 误差分析
• 3.3.1 误差分析基本原理
• 3.3.2 温度的误差分析
• 3.3.3 压力的误差分析
• 3.3.4 流量的误差分析
• 3.3.5 换热面积的误差分析
• 3.3.6 换热量的误差分析
• 3.3.7 干度的误差分析
• 3.3.8 水侧换热系数的误差分析
• 3.3.9 总换热系数的误差分析
• 3.3.10 制冷剂侧换热系数的误差分析
• 3.4 本章小结
• 4 实验数据结果及分析
• 4.1 测试工况
• 4.2 热平衡试验数据分析
• 4.3 重复性试验数据分析
• 4.3.1 重复性实验测试工况
• 4.3.2 重复性实验结果及分析
• 4.4 试验数据分析
• 4.4.1 摩擦压降数据分析
• 4.4.2 摩擦压降关联式计算值与实验值对比分析
• 4.4.3 换热系数数据分析
• 4.4.4 冷凝换热系数关联式计算值与实验值对比分析
• 4.4.5 沸腾换热系数关联式计算值与实验值对比分析
• 4.5 本章小结
• 5 总结和展望
• 5.1 课题总结
• 5.2 课题展望
• 附录1 实验台的注意事项
• 参考文献
• 作者简介