分离式热管冷凝段传热特性分析及实验研究

摘要

分离式热管具有高效节能、灵活布置的独特优点.由于空调系统新风、排风的距离较远,应用传统的能量回收装置需要建造较长的气体输送管道使得冷、热气体汇聚到同一地点进行热交换,这不仅是不经济的,且在实际工程中几乎不可行.据此,该文提出分离式热管用于空调系统排风的能量回收,巧妙利用分离式热管的特点,既可避免大流量气体迁移导致的复杂管路设计,又能有效回收排风中的低品位能量,减少了制冷、制热设备的制冷、制热量,从而达到节能的目的.该文对分离式热管的整体热量传递特性及冷凝段的冷凝换热进行了由浅入深的理论分析和实验研究.针对分离式热管换热器的结构特点、工作原理及其实际应用条件,以单根热管作为分析换热器热量传递特性的物理模型,结合传热过程分析,采用前人的经验公式,分段处理分离式热管的能量传递参数,建立了数学模型,并用Visual Basic语言编制计算机程序进行了冷凝换热系数和不同蒸发温度时最佳充液率的求解,为分离式热管能量传递特性分析提供了一个有效的手段.针对冷凝段的换热特点,参照Nusselt理论建立流动模型,分析得到冷凝换热系数的无因次数关联式,得到初步理论解.冷却水温、冷却水流量、工作(蒸发温度)温度、充液率均对分离式热管冷凝换热有较大影响,该文针对以上因素分别进行了实验测试,并得到相应的结论,为工程实际应用提供了科学依据.

目录

文摘

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北京建筑工程学院硕士学位论文原创性声明

符号表

1绪论

1.1热管技术沿革概况

1.2分离式热管的结构特点及传热原理

1.3分离式热管的研究现状综述

1.4分离式热管的研究背景

1.5本文所做工作

2分离式热管换热器的整体数学模型及冷凝段的理论分析

2.1分离式热管整体数学模型

2.2冷凝段理论分析

2.2.1流动模型

2.2.2理论分析

3实验系统及实验方法

3.1实验装置

3.2实验方法的选择

3.2.1加热热源的选择

3.2.2冷却方式的选择

3.2.3冷凝段壁温的测量方法

3.3实验数据的采集

3.4实验段材料及工质的选择

3.5实验系统密封性试验

3.6分离式热管抽真空及充液

3.7热电偶的标定

4实验结果及讨论

4.1数据处理方法

4.2实验结果与讨论

4.2.1热流通量、冷却水温对冷凝换热系数h及热效率n的影响

4.2.2冷却水流量对冷凝换热系数及热效率的影响

4.2.3 工作温度(蒸发段蒸汽温度)对冷凝换热系数的影响

4.2.4充液率对冷凝换热的影响

4.3数学模型计算结果与实验结果的比较

4.4实验的不确定性分析

4.4.1误差基本理论

4.4.2计算冷凝传热系数误差分析

5结论与建议

5.1结论

5.2建议

致谢

参考文献

附录