本文關(guān)鍵詞：低溫翅片管換熱器的設(shè)計計算研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：換熱器廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力及能源等工業(yè)領(lǐng)域。本文以低溫領(lǐng)域應(yīng)用較廣的翅片管換熱器為研究對象,對低溫?fù)Q熱器的設(shè)計計算進行研究。通過設(shè)計星型翅片管氣化器以及實驗驗證得出了新的設(shè)計方案。 首先對翅片的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱和非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱進行了簡要分析,歸納了相應(yīng)的計算式。再對管內(nèi)對流換熱進行了深入分析,把低溫流體在翅片管內(nèi)吸熱氣化的過程分為單相液體對流換熱、氣液兩相對流換熱、缺液區(qū)換熱及單相氣體的對流換熱四個過程,從而將氣化器的設(shè)計計算分為四個部分來考慮,這樣便于選用適用性強、準(zhǔn)確度高的關(guān)聯(lián)式,使氣化器的設(shè)計更加合理準(zhǔn)確。 對一給定基本設(shè)計參數(shù)的翅片管氣化器進行了設(shè)計,設(shè)計的目標(biāo)是計算翅片管的長度。本文采用分段計算原理,以試算法為基礎(chǔ),選用各段合適的準(zhǔn)則關(guān)聯(lián)式,完成氣化器的穩(wěn)態(tài)傳熱設(shè)計。由于氣化器工作時實際上大部分時間都是處于非穩(wěn)態(tài)換熱,故將換熱過程視為穩(wěn)態(tài)時計算得出的翅片管長度為最大值。然后采用非穩(wěn)態(tài)簡化模型進行計算,盡管氣化器工作時大部分時間都是處于非穩(wěn)態(tài)換熱,但由試驗分析得出經(jīng)過一段不太長的時間后翅片管某固定截面處溫度會趨于穩(wěn)定值,即整個氣化器的換熱可以認(rèn)為是穩(wěn)定的,故用非穩(wěn)態(tài)算法得出的是設(shè)計的下限值。 由于穩(wěn)態(tài)傳熱更符合氣化器的實際工作情況,則以穩(wěn)態(tài)計算結(jié)果為依據(jù),參考非穩(wěn)態(tài)計算結(jié)果對設(shè)計值作出減小35%的修正,完成氣化器的設(shè)計。最后通過試驗證明該設(shè)計方法切實可行。設(shè)計的氣化器可以滿足工作要求,同時也不使設(shè)計值過于保守,節(jié)約了材料,減少了投資。 通過實例設(shè)計,確定了各段設(shè)計都可以將翅片管的導(dǎo)熱熱阻忽略,同時壓降不大時,流體物性變化可以忽略,從而使設(shè)計大大簡化,為同類換熱器的設(shè)計提供了參考和依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：低溫?fù)Q熱器 翅片管氣化器 設(shè)計 穩(wěn)態(tài) 非穩(wěn)態(tài) 氣液兩相
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TK172
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 工業(yè)背景11
• 1.2 換熱器國內(nèi)外現(xiàn)況綜述11-13
• 1.2.1 換熱器的分類和特點11-12
• 1.2.2 國內(nèi)外研究發(fā)展?fàn)顩r12
• 1.2.3 換熱器研究及發(fā)展動向12-13
• 1.3 換熱器研究的意義13
• 1.4 本課題研究的翅片管換熱器概述13-17
• 1.4.1 翅片管換熱器簡介13-15
• 1.4.2 低溫系統(tǒng)中翅片管氣化器的應(yīng)用15-17
• 1.5 本課題研究的主要內(nèi)容及意義17-18
• 1.5.1 本課題研究的主要內(nèi)容17
• 1.5.2 本課題研究的意義17-18
• 第二章 翅片的導(dǎo)熱分析18-25
• 2.1 等截面直肋(翅)的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱分析18-21
• 2.1.1 矩形肋(翅)片穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱分析18-20
• 2.1.2 肋(翅)片效率20-21
• 2.2 等截面直肋(翅)的非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱分析21-25
• 2.2.1 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的基本概念21-22
• 2.2.2 非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的數(shù)學(xué)模型22-23
• 2.2.3 集總參數(shù)法23-25
• 第三章 兩相流與對流沸騰換熱25-46
• 3.1 兩相流概論25-26
• 3.2 氣液兩相流的流型26-29
• 3.2.1 垂直上升管中氣液兩相流流型26-27
• 3.2.2 垂直下降管中氣液兩相流流型27-28
• 3.2.3 水平管中氣液兩相流流型28-29
• 3.3 管內(nèi)沸騰流型與傳熱關(guān)系圖29-31
• 3.4 對流換熱計算關(guān)聯(lián)式31-43
• 3.4.1 單相流體對流換熱關(guān)聯(lián)式31-34
• 3.4.2 管內(nèi)流體沸騰換熱關(guān)聯(lián)式34-43
• 3.5 管內(nèi)對流換熱壓降計算43-46
• 第四章 設(shè)計計算實例46-68
• 4.1 設(shè)計計算初始條件46-47
• 4.1.1 系統(tǒng)工作流程46-47
• 4.1.2 流程采用的各設(shè)備參數(shù)47
• 4.1.3 翅片管相關(guān)參數(shù)計算47
• 4.2 設(shè)計計算分區(qū)與計算程序47-48
• 4.2.1 計算分區(qū)47-48
• 4.2.2 計算程序流程圖48
• 4.3 單相液體對流換熱區(qū)計算48-54
• 4.3.1 液氬與翅片管內(nèi)壁的對流換熱系數(shù)計算48-49
• 4.3.2 空氣側(cè)自然對流換熱系數(shù)α_0計算49-51
• 4.3.3 傳熱系數(shù)的計算51
• 4.3.4 換熱量計算及壁溫校核51-52
• 4.3.5 重設(shè)壁溫試算52-53
• 4.3.6 翅片管總長度計算53-54
• 4.3.7 管內(nèi)壓降計算54
• 4.3.8 小結(jié)54
• 4.4 氣液兩相對流沸騰換熱區(qū)54-60
• 4.4.1 汽泡狀沸騰換熱54-58
• 4.4.2 液膜的強制對流換熱區(qū)58-60
• 4.4.3 氣液兩相換熱區(qū)總參數(shù)60
• 4.5 缺液區(qū)計算60-62
• 4.5.1 缺液區(qū)翅片管長計算60-61
• 4.5.2 缺液區(qū)壓降計算61-62
• 4.6 過熱區(qū)計算62-64
• 4.6.1 氬氣對流換熱系數(shù)計算62
• 4.6.2 空氣側(cè)自然對流換熱系數(shù)α_0計算62-63
• 4.6.3 翅片管總長度計算63-64
• 4.6.4 管內(nèi)壓降計算64
• 4.7 氣化器設(shè)計總結(jié)64-65
• 4.7.1 氣化器總體結(jié)構(gòu)64
• 4.7.2 氣化器設(shè)計小結(jié)64-65
• 4.8 氣化器非穩(wěn)態(tài)設(shè)計計算65-67
• 4.8.1 非穩(wěn)態(tài)計算假設(shè)65
• 4.8.2 非穩(wěn)態(tài)時管內(nèi)流體與管壁的對流換熱系數(shù)計算65-66
• 4.8.3 非穩(wěn)態(tài)換熱所需翅片管根數(shù)計算66-67
• 4.8.4 非穩(wěn)態(tài)氣化器結(jié)構(gòu)67
• 4.9 氣化器設(shè)計計算綜合結(jié)果67
• 4.10 氣化器設(shè)計計算總結(jié)67-68
• 第五章 翅片管氣化器試驗及設(shè)計結(jié)論分析68-75
• 5.1 試驗裝置及主要過程68
• 5.1.1 試驗裝置流程68
• 5.1.2 試驗過程簡介68
• 5.2 試驗結(jié)果及分析68-72
• 5.2.1 試驗測試所得數(shù)據(jù)68-70
• 5.2.2 溫度變化曲線70-72
• 5.3 試驗結(jié)果分析72-73
• 5.4 試驗結(jié)論73
• 5.5 設(shè)計計算與試驗誤差分析73
• 5.6 氣化器設(shè)計計算結(jié)論73-75
• 結(jié)論75-76
• 參考文獻76-79
• 致謝79-80
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄80-81
• 附錄B 計算程序81-82

【引證文獻】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 夏凱;汽車發(fā)動機廢氣余熱熱電轉(zhuǎn)換裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[D];武漢理工大學(xué);2011年

2 楊聰聰;LNG空溫式氣化器換熱計算研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

3 孫星;新型自潔凈式礦用空冷器的研發(fā)與應(yīng)用[D];山東科技大學(xué);2011年

4 樊傳路;化學(xué)回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)仿真研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

5 李影;基于汽車尾氣余熱回收的溫差發(fā)電研究[D];電子科技大學(xué);2010年

6 韓宏茵;深冷翅片管氣化器管內(nèi)相變換熱研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

7 楊恒;低溫?zé)煔庥酂崂玫膿Q熱除塵一體化技術(shù)研究[D];武漢科技大學(xué);2012年

8 李超;LNG動力船舶儲罐選型設(shè)計及穩(wěn)壓過程研究[D];大連海事大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：低溫翅片管換熱器的設(shè)計計算研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：284812