本文關(guān)鍵詞：對流冷凝換熱影響因素實驗研究與分析

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【摘要】：本文在分析純對流式換熱器強化換熱機理、純凝結(jié)換熱方式換熱器強化換熱機理、以及對流冷凝換熱方式換熱器強化換熱機理基礎(chǔ)上,根據(jù)各種換熱器的特點,分析研究了對流冷凝換熱過程的影響因素:煙氣流動速度、壁面溫度、水蒸氣體積份額。并以上述影響因素作為變量,選取了兩種結(jié)構(gòu)形式換熱器進行對流冷凝傳熱特性實驗研究,探討了理論凝結(jié)率與實際凝結(jié)率的關(guān)系,最后以理論結(jié)合實驗得出了低煙氣流速和大比表面積換熱器有利于水蒸氣凝結(jié)的結(jié)論。天然氣燃燒得到的煙氣作為研究對象,控制天然氣流量與空氣流量之比使煙氣的流率穩(wěn)定在要求的范圍。蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生水蒸氣并以可調(diào)流量噴入煙氣中實現(xiàn)的對煙氣濕度的調(diào)節(jié)。在此基礎(chǔ)上,研究光管管外壁面溫度、管間煙氣流速、水蒸氣體積份額對對流冷凝換熱系數(shù)以及冷凝水收集率的影響,對該類型換熱器由于水分回收時,受熱面布置的經(jīng)濟性進行了分析。并對低煙氣流速下的水平布置翅片管外的對流冷凝換熱特性進行了研究。實驗過程將煙氣的水蒸氣體積份額控制在為14%,煙氣平均溫度控制在85.6-88.3℃,將換熱管基管表面溫度控制在28.8-29.8℃。研究的換熱管管型為基管外徑12m,翅片高度分別為0、3、4、5、6mm翅片管。結(jié)果表明,錯列豎直布置光管換熱器管外煙氣流速減小,冷凝水捕集率增大。煙氣流速為8m/s的條件下,水蒸氣體積份額增大,冷凝率也會增大。當(dāng)水蒸氣份額從5.4%增大到18.3%,水蒸氣的體積份額增大了3.4倍,而冷凝水的流率從0.2g/s增大了8倍達到1.6g/s。水平布置單排翅化比為8.9的翅片管管外對流冷凝換熱過程水蒸氣的冷凝率是光管管外水蒸氣冷凝率的6.2倍;水平布置翅片管存在一個最佳煙氣流速使得水蒸氣凝結(jié)率達到最大;高翅片高度越高,煙氣流速對對流冷凝換熱系數(shù)的影響越小;隨著翅片高度增加水蒸氣凝結(jié)率趨于穩(wěn)定;存在一個最佳翅片高度,使得翅片強化換熱效率達到最大。
【關(guān)鍵詞】：高濕煙氣 對流冷凝傳熱 水分回收 余熱回收
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK124
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 研究意義11-13
• 1.2 換熱器分類及其特點13-17
• 1.2.1 管式換熱器14
• 1.2.2 板式換熱器14-15
• 1.2.3 板翅式換熱器15-16
• 1.2.4 翅片管換熱器16-17
• 1.3 含不凝性氣體蒸汽對流冷凝換熱強化方式分析17-21
• 1.3.1 含不凝性氣體蒸汽在平板上的對流冷凝換熱分析18
• 1.3.2 含不凝性氣體蒸汽在水平光管外凝結(jié)換熱分析18-19
• 1.3.3 含不凝性氣體蒸汽在豎直光管外凝結(jié)換熱分析19
• 1.3.4 含不凝性氣體蒸汽在水平翅片管外凝結(jié)換熱分析19-20
• 1.3.5 含不凝性氣體蒸汽在板式換熱器內(nèi)凝結(jié)換熱分析20-21
• 1.4 本文研究內(nèi)容21-22
• 第二章 對流冷凝換熱理論與濕煙氣理論22-32
• 2.1 研究模型22-24
• 2.2 濕煙氣理論24-27
• 2.2.1 濕煙氣的分子量及氣體常數(shù)25
• 2.2.2 相對濕度和含濕量25-27
• 2.3 理論凝結(jié)率27-29
• 2.3.1 理論冷凝率的求解過程27-28
• 2.3.2 理論冷凝率與水蒸汽含量及冷凝溫度關(guān)系28-29
• 2.4 實際凝結(jié)率29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 實驗系統(tǒng)及熱力計算32-58
• 3.1 試驗系統(tǒng)32-39
• 3.1.1 試驗系統(tǒng)總體32-33
• 3.1.2 煙氣發(fā)生系統(tǒng)33-34
• 3.1.3 蒸汽發(fā)生系統(tǒng)34-35
• 3.1.4 煙氣溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)35-36
• 3.1.5 冷凝傳熱實驗管件與冷凝水回收系統(tǒng)36-37
• 3.1.6 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)37-39
• 3.2 實驗方法與步驟39-42
• 3.3 熱力計算42-50
• 3.3.1 煙氣組分42-45
• 3.3.2 煙氣的焓45-46
• 3.3.3 管內(nèi)對流傳熱46-48
• 3.3.4 管外對流冷凝傳熱48-49
• 3.3.5 管外對流傳熱49-50
• 3.4 計算實例50-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第四章 實驗結(jié)果與分析58-76
• 4.1 錯列豎直布置光管管外外對流冷凝傳熱特性58-69
• 4.1.1 純對流傳熱過程58-60
• 4.1.2 壁面溫度對換熱過程的影響60-62
• 4.1.3 煙氣流速對換熱過程的影響62-65
• 4.1.4 水蒸氣份額對換熱過程的影響65-69
• 4.2 水平布置單排翅片管管外對流冷凝傳熱特性69-72
• 4.2.1 翅片高度對換熱過程的影響70-71
• 4.2.2 翅片高度對冷凝率影響71-72
• 4.2.3 翅片強化傳熱效率因子72
• 4.3 排煙狀態(tài)72-75
• 4.4 本章小結(jié)75-76
• 第五章 全文小結(jié)76-78
• 參考文獻78-82
• 致謝82-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果83-85

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