干式蒸发器强化传热与节能研究

【摘要】： 换热器是热力过程中的关键设备,广泛应用于能源、动力、化工、冶金、机械、交通、航空与航天等领域。换热器不仅是为了满足工艺的特定需要,而且也是回收能量、节约能量的有效装置,在回收利用余、废热能方面发挥着重大作用。70年代的世界能源危机,有力地促进了强化传热技术的发展。为了节约能源降低消耗,提高工业生产经济效益,要求开发适用于不同工业过程的高性能换热设备。螺旋扭曲扁管干式蒸发器正是适应现代化生产的需要,在传统管壳式蒸发器的基础上开发出来的一种新型高效节能的换热器。本文主要采用数值模拟和应用分析的方法对螺旋扭曲扁管干式蒸发器进行强化传热与节能研究,主要的研究工作如下： (1)将对流传热的场协同理论和流路分析法应用于螺旋扭曲扁管换热器管强化传热研究,并和弓形折流板换热器相比较。表明螺旋扭曲扁管换热器管程流体均产生以旋转为主要特征的复杂流动,获得较强的旋转扰动,从而较大程度地强化了传热过程。因为壳程没有折流板,壳程不存在流动死区,壳程的流动阻力较小,同时也不易结垢。换热管之间保持点接触而且壳程流体主要作纵向流动,能很好地克服诱导振动,提高了其操作的可靠性。 (2)利用数值模拟的方法,研究了流体流动状态、物性参数和螺旋扭曲扁管几何参数对螺旋扭曲扁管换热器管程传热与流阻特性的影响,表明螺旋扭曲扁管这种强化传热元件的强化传热效果和特点。 (3)利用数值模拟的方法研究了螺旋扭曲扁管干式蒸发器强化传热性能的影响,表明螺旋扭曲扁管干式蒸发器的强化传热优势和特点。 (4)分析扭曲管在空调制冷行业作为干式蒸发器强化传热与节能,具有一定的实用价值和工程意义,可以用来指导工程应用。 【关键词】：蒸发器 螺旋扭曲扁管 数值模拟 强化传热 空调
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TQ051.62
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 符号表10-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 前言12-14
• 1.1.1 我国能源形势12-13
• 1.1.2 建筑空调的运行特点13-14
• 1.1.3 扭曲管干式蒸发器空调系统14
• 1.2 强化传热及其发展14-16
• 1.2.1 强化传热概述14-15
• 1.2.2 强化传热评价准则15-16
• 1.3 管壳式换热器强化传热的发展16-19
• 1.4 换热器的研究方法19-20
• 1.4.1 理论分析19
• 1.4.2 试验研究19-20
• 1.4.3 数值模拟20
• 1.5 螺旋扭曲扁管换热器的研究现状20-23
• 1.5.1 国外研究进展及应用21-22
• 1.5.2 国内研究进展及应用22-23
• 1.6 课题的研究内容、特色及创新之处23-24
• 1.6.1 研究内容23
• 1.6.2 本文特色及创新之处23-24
• 第二章 干式蒸发器性能分析24-34
• 2.1 干式蒸发器的应用和优化设计分析24-27
• 2.1.1 干式蒸发器的应用24-25
• 2.1.2 干式蒸发器的优化设计25-27
• 2.1.3 扭曲管的优化选择27
• 2.2 螺旋扭曲扁管换热器结构27-28
• 2.3 螺旋扭曲扁管换热器管程性能分析28-30
• 2.4 螺旋扭曲扁管换热器壳程流路分析30-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 螺旋扭曲扁管换热器数值模拟研究34-48
• 3.1 换热器数值模拟研究概述34-38
• 3.1.1 换热器数值模拟概述34-36
• 3.1.2 数值模拟方法基本过程36-38
• 3.2 螺旋扭曲扁管换热器管程传热与流阻特性数值模拟研究38-46
• 3.2.1 计算模型图38-41
• 3.2.2 不同换热管管程传热与流阻特性研究41-43
• 3.2.3 流动状态及流体物性的影响43-45
• 3.2.4 几何参数的影响45-46
• 3.3 本章小结46-48
• 第四章 扭曲管干式蒸发器应用研究48-58
• 4.1 扭曲扁管换热器工程应用情况48-49
• 4.2 干式蒸发器在中央空调的应用49-50
• 4.3 扭曲管干式蒸发器应用于中央空调行业的优势50-56
• 4.3.1 性能、可靠性优势50-51
• 4.3.2 计算举例51-56
• 4.3.3 经济性优势56
• 4.4 扭曲管干式蒸发器应用与空调行业需要攻克的关键技术56-57
• 4.5 本章小结57-58
• 结论与展望58-60
• 结论58-59
• 展望59-60
• 参考文献60-67
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果67-68
• 致谢68-69
• 附件69

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