组合式转子强化传热与自清洁性能实验研究

【摘要】：管壳式换热器作为工业生产过程中广泛应用的一种设备,其一直存在的传热效率低和管内容易结垢等问题迟迟未能得到有效的解决,从而对热能资源造成了大量的浪费。在液态食品、轻化工产品以及石油化工产业的生产和处理中,换热设备的工作流体都具有一定的粘度。流体粘度较大时,其对流传热系数较低、动能消耗较大,且换热管内易发生结垢现象。因此,对此种工况下的换热设备进行强化传热与除垢抑垢相关技术的研究也就显得意义重大。 本文首先根据强化传热机理,研究了管壳式换热设备管中流体处于过渡区时组合式转子的强化传热综合效果,分别通过实验研究了各种参数与排列形式的转子的传热性能与阻力性能,并总结得出了强化传热综合性能相对较强的转子结构参数与排列形式。另外,本文还讨论了介质粘度对于组合式转子的强化传热综合特性的影响,对比了不同粘度的介质在相同流量下的传热与阻力特性的差异。 其次,本文通过污垢测试实验台对组合式转子的除垢抑垢性能与光管进行了对比研究,从而研究其自清洁性能。研究发现,组合式转子对于换热管的自清洁效果十分明显,并且其除垢抑垢性能随着运行时间的增加而增强。 最后,本文阐述了组合式转子的工业应用情况,对其应用于换热器中的节能方案进行了改进,分析了其在实际应用中的改进效果以及存在的一些问题,为今后组合式转子工业应用的推广奠定了一定的基础。 【关键词】：组合式转子 强化传热 自清洁性能 工业应用
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK172
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-17
• 第一章 绪论17-29
• 1.1 课题来源17
• 1.2 研究背景17-18
• 1.3 换热器强化传热技术18-25
• 1.3.1 对流强化传热物理机制18-19
• 1.3.2 换热器管程强化传热技术及其发展19-24
• 1.3.3 强化传热评价方法24-25
• 1.4 换热管污垢问题研究25-27
• 1.4.1 污垢对换热器的影响25-26
• 1.4.2 污垢的形成过程26
• 1.4.3 除垢抑垢的方法与策略26-27
• 1.5 本文研究内容27-29
• 第二章 组合式转子强化传热综合性能实验研究29-67
• 2.1 实验装置29-30
• 2.2 实验方法30-34
• 2.2.1 实验步骤31-33
• 2.2.2 实验数据的处理内容33
• 2.2.3 实验数据的计算方法33-34
• 2.3 光管实验验证34-36
• 2.3.1 光管传热性能验证35
• 2.3.2 光管阻力性能验证35-36
• 2.4 组合式转子结构36-37
• 2.5 组合式转子工作原理37-38
• 2.6 不同结构形式转子的实验对比38-42
• 2.6.1 不同转子结构形式介绍38-39
• 2.6.2 传热性能对比39-40
• 2.6.3 阻力性能对比40
• 2.6.4 综合性能对比40-41
• 2.6.5 小结41-42
• 2.7 相同转子不同外径的实验对比42-45
• 2.7.1 传热性能对比42-43
• 2.7.2 阻力性能对比43
• 2.7.3 综合性能对比43-44
• 2.7.4 小结44-45
• 2.8 相同转子不同导程的对比研究45-48
• 2.8.1 传热性能对比45-46
• 2.8.2 阻力性能对比46-47
• 2.8.3 综合性能对比47-48
• 2.8.4 小结48
• 2.9 不同导程转子组合的对比研究48-51
• 2.9.1 传热性能对比48-49
• 2.9.2 阻力性能对比49-50
• 2.9.3 综合性能对比50-51
• 2.9.4 小结51
• 2.10 左右旋交错排列的对比研究51-54
• 2.10.1 传热性能对比51-52
• 2.10.2 阻力性能对比52-53
• 2.10.3 综合性能对比53
• 2.10.4 小结53-54
• 2.11 全叶片结构与镂空叶片结构的对比研究54-58
• 2.11.1 传热性能对比55-56
• 2.11.2 阻力性能对比56
• 2.11.3 综合性能对比56-57
• 2.11.4 小结57-58
• 2.12 粘度对强化传热综合性能的影响58-64
• 2.12.1 工作介质的选取58-59
• 2.12.2 粘度对传热性能的影响59-61
• 2.12.3 粘度对阻力性能的影响61-64
• 2.13 本章小结64-67
• 第三章 组合式转子自清洁性能实验研究67-73
• 3.1 实验原理67
• 3.2 实验装置67-69
• 3.3 实验步骤69-70
• 3.4 实验结果70-72
• 3.5 本章小结72-73
• 第四章 组合式转子工业应用试验73-81
• 4.1 试验背景73-74
• 4.2 中国石化石家庄炼化分公司己内酰胺换热器节能技术改进74-79
• 4.2.1 石家庄化纤有限责任公司E-0601换热器结构简介74-75
• 4.2.2 节能技术改进方案75-76
• 4.2.3 原技术方案的拆除过程76-78
• 4.2.4 改进方案的安装过程78
• 4.2.5 节能技术改进效果分析78-79
• 4.3 本章小结79-81
• 第五章 结论与展望81-83
• 5.1 结论81-82
• 5.2 展望82-83
• 参考文献83-87
• 致谢87-89
• 研究成果及发表的学术论文89-91
• 作者和导师简介91-92
• 附件92-93

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