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《大连理工大学》 2009年
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真空水平管内蒸汽凝结换热实验研究

邢玉雷  
【摘要】: 低温多效蒸馏是目前主要的大型海水淡化技术之一,水平管降膜蒸发代表着低温多效蒸馏海水淡化蒸发器的最先进技术。水平管降膜蒸发的特点是小温差、小流量和相变传热,因而其传热系数高,能够在较小的温差范围内实现多效蒸发,提高造水比。并且可以有效的利用低温余热,当前在低温多效海水淡化,制冷、石油化工等行业中得到了非常广泛的应用。 水平管内凝结是多效蒸馏水平管降膜蒸发器内的主要传热过程之一,对蒸发器传热效果、对蒸发器的热力计算起着决定性的作用。对于多效蒸馏海水淡化装置,各效蒸发器的管内凝结过程都在高真空下进行,目前缺少相应条件下的关于海水淡化管内凝结的实验研究结果。本文的主要目的是建立水平管内真空条件下凝结换热实验台,对真空条件下的水平管内凝结换热过程进行实验测量与观测,认识水平管内凝结换热特性,得到影响凝结换热系数和流动阻力的主要因素,为海水淡化工程实践提供依据。 本实验装置的测试段为总长10m,外径为25.4mm的光滑HAL77-2A铝黄铜管,实验段分成五段,每段之间设置长300mm观察窗,用于观测流动形态;对管内冷凝侧传热系数和流动阻力进行了实验研究,得到管外冷却水流量,冷凝侧饱和温度,蒸汽流速,管内管外流体换热温差等对冷凝侧传热系数和流动阻力的影响关系。实验装置保持了良好的真空状态,保证蒸汽发生器产生对应低温下的饱和蒸汽,并且蒸汽在五段测试管依次冷凝,通过视窗可方便地观察到两相流动形态。 实验表明,壳侧冷却水流量对传热影响不明显,而冷凝侧饱和温度,蒸汽流速,管内管外流体换热温差等是影响传热效果的主要因素。研究发现凝结换热系数随传热温差的增大而减小,随饱和温度和蒸汽流速的增大而增大;流动阻力随饱和温度的增大而减小,随蒸汽流速的增大而增大;流动形态沿管程方向变化明显,由雾状流逐渐过渡到环状流,最后到波状流。 实验中,冷却水流量范围为0.211-0.336kg/s,冷凝温度范围为45-65℃,管内管外流体温差范围为2.5-8.5℃,蒸汽流速范围为40-85m/s,得到传热系数为4500W/(m~2·K)≤α≤13000W/(m~2·K),压降梯度20-260Pa/m。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TK124

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
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【同被引文献】
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3 王迪;升膜蒸发海水淡化装置传热特性研究[D];大连理工大学;2008年
4 高忠凯;低温浓盐水水平管降膜蒸发实验研究[D];大连理工大学;2007年
5 孙甜悦;低温多效蒸发海水淡化装置进水流程分析[D];大连理工大学;2010年
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