高效细薄膜蒸发器的传热特性研究

摘要

“十二五”期间，国家大力扶持绿色产业，强化目标责任，将节能减排纳为国家经济、社会发展的重要目标之一。蒸发器作为能量的传递装置，在航空航天、船舶、化工、建筑等领域有着重要作用。提高蒸发器的传热性能，对减少能量损耗，降低燃料消耗与排放有着重要作用。
　　 本文根据细薄膜蒸发的原理，设计了一款新型细薄膜蒸发器，结合压缩式制冷系统、量热系统，对细薄膜蒸发器的换热系数、蒸发功率、传热温差、蒸发器进出口壁面温差等参数进行了测量分析，并与相同规格的光管蒸发器相对比。此外，对细薄膜蒸发器内Ⅴ型沟槽的毛细力极限与传热极限进行了分析，并对其进行实验验证。本文得出以下结论:
　　 1.采用细薄膜蒸发器代替传统光管式蒸发器，并利用平行流蒸发器模式增加蒸发细薄膜数量，能够使换热系数和蒸发功率提高2倍左右。
　　 2.利用Ⅴ型微槽毛细力特点，采用一定倾角的工作工况，能够增加其换热系数与蒸发功率。采用经验公式推算出本实验蒸发器在倾角为4.57°下获得最大换热量。
　　 3.改变蒸发器工作倾角，测量不同蒸发工况下细薄膜蒸发器换热性能。结果显示在倾角为3°下，本蒸发器在各蒸发温度下均获得高达610W/m2·K左右的换热系数;在3～4.5°下，相比水平蒸发工况，蒸发器的制冷量获得10-20W的提升。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．3 本文主要研究内容

第2章 微流道内细薄膜蒸发机理

2．1 蒸发细薄膜的形成与传热机理

2．1．1 蒸发细薄膜的形成

2．1．2 蒸发细薄膜的结构分析

2．2 细薄膜区域传热的影响因素

2．2．1 分离压力

2．2．2 表面张力

2．2．3 接触角

2．3 蒸发细薄膜理论模型

2．3．1 细薄膜液相状态方程

2．3．2 细薄膜汽相状态方程

2．4 本章小结

第3章 实验系统设计与实验方案

3．1 实验系统

3．1．1 实验系统及其流程

3．1．2 蒸发器设计

3．1．3 实验系统各点理论参数

3．2 实验方法及测量手段

3．2．1 实验方法

3．2．2 参数测量

3．3 实验方案

3．4 实验误差分析

3．4．1 进液均匀性

3．4．2 温度测量

3．4．3 加热功率

3．5 本章小结

第4章 实验步骤与结果分析

4．1 实验步骤

4．1．1 系统密封性检测

4．1．2 实验系统冷剂的充注

4．1．3 实验调节步骤

4．2 细薄膜蒸发器与普通蒸发器对比实验分析

4．3 细薄膜蒸发器的毛细极限与传热性能分析

4．3．1 理论分析

4．3．2 实验分析

4．4 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 本文结论

5．2 研究展望

参考文献

附录

攻读学位期间公开发表论文

致谢

作者简介