论文摘要
本文对逆流超重机的传热进行了研究,通过查阅大量关于超重力技术和直接接触传热的资料,综合分析出超重力场下的传热属于冷热流体直接接触的对流传热.流体在高速旋转中产生的强大离心力即超重力,使气液的流速及填料得比表面积大大的提高而不液泛。流体在液膜很薄、高分散、高湍动、强混合以及界面急速更新的情况下与另一流体以极大的相对速度在弯曲的孔道中逆流接触,使得有效换热面积增大,逆流接触使得平均温差增大,明显的传热系数也极大的增加,因此到大大的强化了传热、传质过程。本文旨要对逆流超重机传热进行分析、建立数学模型以及通过实验验证模型的正确性。首先,本文通过对空气——水系统直接在逆流超重机中接触时质量和热量的传递进行了讨论,得出逆流超重力设备中热气体的直接水冷,在填料层内层的过程的特点是:热、质反向传递;填料层外层过程的特点是:热、质同向进行。逆流超重力设备中热水的直接空气冷却,在填料外层热、质同时传递,都是液相转向气相;填料层内层的过程的特点是:热、质反向传递,液相温度自上而下地逐渐下降。在此基础上,还对整个传热过程进行了分析,得出超重机中热气体的直接水冷,液体出口的极限温度——湿球温度,气体出口的极限温度是——绝热饱和温度。其次,本论文在分析液滴受力的基础上,得出气相运动方程和液滴的运动模型。经过建模计算超重机总传热、传质面积等于填料面积与液滴表面积之和,总传热比面积表达式为:a =af +ad。再通过计算机模拟出超重机中气液两相的计算方法,根据液滴的运动模型、气相运动方程和传热面积的模型最后得出逆流超重机传热系数模型。最后,选择了用水—空气作为传热介质在逆流超重机中进行传热实验研究。根据实验数据的分析,可知用超重机代替传统的换热塔,传热单元高度为0.088～0.23cm;用传热总系数的实验值与建立的总系数模型计算的理论值进行了比较,得出的曲线趋势一致,但是数值上有误差;说明建立的模型基本正确;最后对传热的影响因素进行了分析,可以得出超重机用作换热设备,强化传热的最大影响因素是转速;其他的影响因素（如冷热介质的流量、温度等）和传统塔设备的影响趋势相同,但趋势的变化加剧,充分说明传热强化主要因素是超重机产生的超重力场。
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摘要Abstract1 绪论1.1 直接接触式换热及研究进展1.2 换热器的研究进展1.3 超重力技术及研究进展1.3.1 超重力技术1.3.2 超重力技术研究进展1.4 超重力场中传热的研究现状1.5 课题的提出1.5.1 选题的目的和意义1.5.2 本课题的研究内容和目标2 超重场中传热过程分析2.1 超重机中传热过程冷热流体的交换方式2.1.1 逆流超重机中热气体的直接水冷2.1.2 逆流超重机中热水的直接空气冷却2.2 过程分析2.2.1 过程传递的方向（以空气和水体系为例说明）2.2.2 换热速率2.2.3 过程的极限2.2.4 极限温度——湿球温度与绝热饱和温度2.2.4.1 热气体的直接水冷液体出口的极限温度——湿球温度2.2.4.2 湿球温度的计算及路易斯（Lewis）规则2.2.4.3 绝热饱和温度3 超重场中传热模型3.1 超重力场中逆流接触时液滴运动模型3.1.1 逆流超重力旋转床中气液两相流体的总体物理模型描述与模型假设3.1.2 液滴受力分析及直径3.1.3 气相运动方程3.1.4 液滴运动轨迹方程3.1.5 液滴的凝合和分散3.2 超重力场下传热面积3.2.1 超重离场下总传热面积3.2.2 逆流超重机相界比表面积的计算方法3.3 逆流超重机传热、传质模型4 超重场中传热实验研究4.1 超重力场直接换热工艺流程4.2 实验仪器与设备4.2.1 主要实验仪器及设备4.2.2 超重机主要参数4.2.3 主要设备结构4.3 超重机传热模型的证明，以及传热影响因素的分析与讨论4.3.1 超重机传热效果验证4.3.1.1 单位传热高度计算4.3.1.2 传热系数模型验证4.3.1.3 出口温度测量值及其计算值比较4.3.2 超重机传热影响因素的分析与讨论4.3.2.1 气体进口温度对传热的影响4.3.2.2 气体流量对传热的影响因素4.3.2.3 超重机转速对传热的影响4.3.2.4 不同超重机转速下的传热系数4.3.2.5 超重机转速对传热单元高度的影响4.3.3 气液间传热4.3.3.1 气体进出口温度降随气体进口流量的变化4.3.3.2 气体进出口温度降随液体进口流量的变化4.3.3.3 气体进出口温度降随转速的变化4.4 本章小节5 结论6 对今后工作的一些设想7 附录附录（Ⅰ）附录（Ⅱ）附录（Ⅲ）附录（Ⅳ）附录（Ⅴ）附录（Ⅵ）8 参考文献致谢攻读硕士学位期间所取得的研究成果
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