水平管外PTFE涂层滴状冷凝换热实验研究

摘要

本文在水平布置条件下，对喷涂不同厚度的PTFE涂层的波槽管和圆管进行了滴状冷凝实验研究；以滴膜共存的模型为依据对部分实验工况点作了理论计算；并且从粗糙度的角度分析了冷凝表面状况对冷凝换热影响。 实验结果表明，喷涂质量良好的PTFE涂层实验管均在表面形成良好的滴状冷凝，在略高于大气压的条件下，25μm涂层的圆管管外凝结换热系数为普通光管的6.60～7.99倍；25μm涂层的波槽管管外凝结换热系数是普通波槽管的3.61～4.72倍。8μm涂层波槽管是所有换热管中换热效果最佳的，它的总传热系数高于普通波槽管5.4％～20.6％，高于普通光管35.1％～75.4％。在100小时左右的耐久性实验中，8μm涂层波槽管换热能力相当稳定。 按照滴膜共存模型，对冷凝压力为74.67kPa(P2)，管内冷却水流速为1.29m/s工况时的25μm涂层圆管和25μm涂层波槽管管外凝结换热系数进行了理论计算。经过对液膜厚度的修正，计算结果与实际值的偏差均在±20％范围之内。 文中还对滴状冷凝的机理做了初步探讨，通过实验观察与分析，指出粗糙的冷凝壁面会使滴状冷凝换热系数降低。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1背景与意义

1.2滴状冷凝传热研究历史及现状

1.2.1获得滴状冷凝的材质

1.2.2形成滴状冷凝的表面处理技术

1.2.3滴状冷凝的形成机制

1.2.4滴状冷凝的传热理论

1.3本论文的主要工作

第2章实验装置系统及实验方法

2.1冷凝换热实验装置

2.1.1蒸汽系统

2.1.2冷却水系统

2.1.3测量系统

2.2实验准备及操作步骤

2.2.1实验准备

2.2.2操作步骤

2.3本章小结

第3章PTFE涂层管实验数据处理

3.1概述

3.2数据处理模型

3.3本章小结

第4章水平管外PTFE涂层上的滴状冷凝换热实验研究

4.1实验管结构尺寸及涂层厚度

4.1.1实验管材及表面

4.1.2结构尺寸

4.2实验结果及分析

4.2.1 G3管冷凝换热实验及分析

4.2.2 B3管与B1管冷凝换热实验及分析

4.2.3 G0、G3、B0、B3与B1五种管型实验结果比较与分析

4.2.4真空对凝结换热的影响

4.3实验结果误差分析

4.4耐久性实验结果与分析

4.5 G2和B2管的实验结果分析

4.6本章小结

第5章滴状冷凝传热实验结果与理论模型计算结果的比较

5.1传热的物理模型

5.2滴状冷凝传热的理论计算

5.2.1通过冷凝液膜的传热

5.2.2通过单个液滴的传热

5.2.3液滴的传热与平均热流量

5.3计算参数的确定

5.4计算结果及比较

5.5本章小结

第6章滴状冷凝机理初探

6.1吸附理论及核化中心

6.2液滴的生长及脱落

6.3粗糙表面对液滴生长脱落的影响

6.4粗糙表面滴状冷凝换热实验情况

6.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢