水蒸气-水直接接触式冷凝瞬态传热特性研究

摘要

本文研究了水蒸气-水直接接触式冷凝的瞬态传热特性，实现了水蒸气的快速冷凝回收处理。首次将蒸气状态方程应用到实验中，来分析实验过程中的水蒸气量的瞬态变化，同时对水蒸气-水直接接触冷凝实验数据库进行拓展。　　本实验在直径为325 mm，高为1045 mm的直接接触冷凝塔内进行，采用水蒸气-水为实验物系，考察在无不凝气存在的条件下，研究水蒸气-水在填料塔和空塔内的直接接触冷凝瞬态传热过程，观察冷却水喷淋速率和冷却水温度等参数的改变对于水蒸气冷凝速率的影响。　　实验结果表明，在水蒸气-水直接接触冷凝过程中，适当增加冷却水的流量可以显著加快水蒸气的凝结速率，尤其是在实验初始阶段这种强化作用更加明显，这也表明在较高的冷却水流量下，水蒸气-水的热对流传热非常强；然而，改变冷却水的温度对水蒸气冷凝的影响很小，但是相对较低的冷却水温度还是有利于水蒸气快速冷凝的。对于空塔和填料塔在快速处理水蒸气性能方面，当冷却水流量增加到一定值时，空塔在处理水蒸气方面要优于填料塔的。　　以水蒸气的状态方程为基础，建立了实验过程中水蒸气摩尔量的瞬态变化模型，更加直观和定量地对水蒸气-水直接接触冷凝过程中水蒸气的瞬态变化情况进行了分析。同时也从能量守恒角度建立了塔内的传热模型，得到总体积换热系数计算公式。在一定程度上为直接接触冷凝器的设计、操作提供相应指导。

目录

声明

第1章 文献综述

1.1 直接接触传热发展现状

1.2 直接接触冷凝过程研究进展

1.3 规整填料介绍及研究进展

1.4论文工作的提出

第2章 实验装置与研究方法

2.1 实验设备与实验方法

2.2 水蒸气状态方程

2.3 水蒸气-水直接接触传热模型

2.4 本章小结

第3章 水蒸气-水直接接触瞬态换热研究

3.1 空塔冷凝实验

3.2 填料塔实验结果与分析

3.3 本章小结

第4章 空塔和填料塔瞬态传热效果对比与分析

4.1 水蒸气摩尔量对比

4.2 时间常数对比

4.3 总体积换热系数对比

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

主要符号说明

致谢