立式上行换热管内宽型扭带工作特性及传热研究

摘要

本文阐述了国内外强化传热和在线防垢除垢技术的研究进展及现状，对立式上行换热管内置宽型扭带的阻力特性、转动特性和强化传热性能进行了研究。
　　 对比立式上行换热管内置入宽型扭带前后的总压力降变化，应用非线性回归理论拟合了压力降增量、摩擦系数与宽型扭带结构参数的关联式，对压力降增量与摩擦系数的影响因素进行了分析，结果表明：带宽为18～22系列宽型扭带置入换热管内的压力降相对空管压力降增幅均为20％以上；同系列宽型扭带的结构参数间隙率越小，压降越大；相同流速下，管内置入宽型扭带压力降小于管内固定扭带压力降，高于管内平带压力降。
　　 对实验数据多元线性拟合得到了流速与转速的一般关系式。宽型扭带工作特性试验结果表明：宽型扭带转速n与流速u呈近似线性关系，转速与流体的轴向流速有关，流速u越大，管内宽型扭带转速n越大。
　　 采用电加热锅炉和立式换热器作为热态实验装置，运用威尔逊图解法求解立式上行换热管内给热系数，对宽型扭带的强化传热性能作了评价，并确定了宽型扭带的对流给热系数关联式、综合性能评价关联式。结果表明，宽型扭带的强化传热性能评价因子φ始终大于1；在实验范围内，总传热系数K提高率在10％～35％之间。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章绪论

1.1概述

1.1.1换热设备存在的共性问题

1.1.2换热设备的科研方向

1.1.3本文研究方向的确定

1.2本文研究目的和意义

1.3研究课题简介

1.3.1题目来源

1.3.2论文的主要工作

1.4本文小结

第二章实验装置简介与扭带加工工艺

2.1实验装置简介

2.1.1实验仪器设备

2.1.2实验装置系统简介

2.2宽型扭带的材质和结构指标

2.2.1宽型扭带的物性特点

2.2.2宽型扭带的结构指标

2.3扭带加工工艺

2.3.1扭带加工工艺分析

2.3.2扭带夹具设计要求

2.3.3扭带夹具结构设计

2.3.4扭带旋转加工工艺

2.4立式上行换热器管内宽型扭带的配件设计

2.4.1转轴挂钩设计

2.4.2扭带衔接挂钩

2.4.3固定装置的设计

2.5实验测量系统的改进策略

2.5.1管路的改进

2.5.2回收实验用水

2.6本章小结

第三章实验数据的测量与处理

3.1实验步骤

3.1.1冷态系统实验步骤

3.1.2热态系统实验步骤

3.2实验数据处理及所需参数

3.2.1冷态实验所需参数及其计算式

3.2.2热态试验所需参数及其计算式

3.3实验数据处理方法与工具软件

3.3.1回归分析理论简介与方法

3.3.2实验数据处理软件

3.4本章小结

第四章宽型扭带管内流动特性试验研究

4.1流体在管内流动情况

4.2管内阻力性能分析

4.2.1压力降分析

4.2.2宽型扭带管压力降增量模块研究

4.3雷诺数和摩擦系数的关联研究

4.3.1试验分析对比

4.3.2摩擦系数关联式

4.4.本章小结

第五章基于转速理论的扭带转动特性分析

5.1宽型扭带的理论模块

5.2实验结果及其讨论

5.2.1实验结果

5.2.2转速关联

5.2.3结构参数对转动特性的影响

5.3本章小结

第六章宽型扭带换热管的流动与传热性能试验研究

6.1总传热系数K的分析

6.1.1空管与宽型系列扭带总传热系数K的试验对比

6.1.2总传热系数K的提高率分析

6.2基于Matlab的威尔逊图解法与给热系数的求解

6.3宽型扭带强化传热性能评价

6.3.1评价模式的建立

6.3.2宽型扭带强化传热性能判定

6.3.3宽型扭带性能评价因子关系式推导

6.4本章小结

第七章结论

参考文献

附录部分试验数据

致谢

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