环形流热管换热性能的实验研究

发布时间：2024-01-29 19:56

　　我国能源利用仍然存在着利用效率低、经济效益差,生态环境压力大的主要问题。对于制药与食品等特定行业,高温灭菌这一工艺过程会浪费大量的热量与冷却水,而某些产品要求必须采用无菌换热设备,必须严格避免灭菌前与灭菌后的产品相接触,必须做到无卫生死角,以防交叉污染,但是目前难以找到能够满足这些要求的能量回收装置。工程实际中对这种类型的余热回收研究很少,为了满足上述需求,基于重力型热管的原理,设计了一种新型热管系统(环形流热管)。本论文研制了环形流热管实验装置,建立了冷,热水循环系统,通过实验研究了以水,R134a两种环保工质作为热管工质时,环形流热管在不同充注量与倾斜角下的换热性能。研究结果表明:1.采用蒸馏水作为热管工质时,随着充注量的增加,环形流热管的换热性能先上升后下降,环形流热管工作的最佳充注量为30%;随倾斜角的降低,环形流热管的换热性能先上升后下降,环形流热管工作的最佳倾斜角为5°¹5°;2.采用R134a作为热管工质时,随充注量的增加,环形流热管的换热性能先上升后下降,环形流热管工作的最佳充注量区间为55%⁶0%;随倾斜角的降低,环形流热管...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 常见的余热回收方法简介
        1.2.1 热交换技术
        1.2.2 热功转换技术
        1.2.3 制冷制热技术
    1.3 热管的国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 热管系统仿真的研究
    1.5 本文的主要研究内容
第二章 环形流热管实验台的研制
    2.1 热管技术的发展
    2.2 环形流热管的工作原理
    2.3 实验目的及要求
    2.4 环形流热管的制作
    2.5 实验方案
        2.5.1 热管工质充注
        2.5.2 冷热水循环方案
        2.5.3 实验台架设计方案
    2.6 热管工质的选择
    2.7 测点选择
    2.8 测量系统
    2.9 本章小结
第三章 环形流热管的热力分析
    3.1 环形流热管换热器传热系数计算
        3.1.1 管壁温度
        3.1.2 稳态传热方程
        3.1.3 平均温差
        3.1.4 换热面积
        3.1.5 蒸发,冷凝换热系数
        3.1.6 套管内体积
    3.2 实验误差分析
    3.3 本章小结
第四章 以蒸馏水为热管工质的传热特性实验研究
    4.1 数据收集
        4.1.1 实验步骤
        4.1.2 实验注意事项
        4.1.3 数据的采集与处理
    4.2 环形流热管传热量分析
        4.2.1 充注量对传热量的影响
        4.2.2 倾斜角对传热量的影响
        4.2.3 冷,热侧内管进口温度对传热量的影响
    4.3 环形流热管蒸发,冷凝换热系数分析
        4.3.1 充注量对蒸发,冷凝换热系数的影响
        4.3.2 倾斜角对蒸发,冷凝换热系数的影响
        4.3.3 冷,热侧内管进口温度对蒸发与冷凝换热系数的影响
        4.3.4 环形流热管传热特性理论分析
    4.4 本章小结
第五章 以R134A为热管工质传热特性的实验研究
    5.1 数据收集
        5.1.1 实验步骤
        5.1.2 实验注意事项
    5.2 环形流热管传热量分析
        5.2.1 充注量对传热量的影响
        5.2.2 倾斜角对传热量的影响
        5.2.3 热、冷侧内管进口温度对传热量的影响
    5.3 环形流热管蒸发与冷凝换热系数分析
        5.3.1 充注量对蒸发与冷凝换热系数的影响
        5.3.2 倾斜角对蒸发,冷凝换热系数的影响
        5.3.3 冷,热内管进口温度对蒸发、冷凝系数的影响
        5.3.4 环形流热管传热特性数理论分析
    5.4 以R134A与蒸馏水为热管工质的对比
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 不足与展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3888739