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《山东理工大学》 2011年
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水平蛇形管内传热特性实验研究

王晓艳  
【摘要】:煤矿是我国主要的能源之一,但是每年在采煤过程中会向大气中排放出大量的甲烷。煤矿乏风的主要成分是甲烷,对环境有很大污染,因此有必要采用乏风氧化装置对甲烷加以收集利用。当甲烷浓度较高时,多采用换热器将多余的能量取出用于供暖,本文采用蜂窝陶瓷内置水平蛇形管实现能量的再利用。 本课题首先自行设计和搭建煤矿乏风瓦斯取热实验台,包括换热系统、汽水循环系统、烟风加热系统及数据采集与控制系统。实验选取相关的元件进行采集,对各元器件进行校核,通过反复的调试验证,保证各实验数据的准确性。此外,对水平蛇形管的换热特性进行研究,重点研究壁温及换热系数随外部烟温、质量流速及干度的变化规律。 通过对单相和两相流壁温特性的研究得出:无论在单相还是两相状态下,沿管长的壁温分布在弯头后都略有降低;沿周向分布的壁温特性有所不同,单相流时,内侧壁温低于外侧壁温,上侧壁温最低,下侧壁温最高,而在分层流和环状流状态下,内侧壁温高于外侧壁温。通过对两相流换热系数特性的研究得出:分层流和环状流的换热系数都随质量流速的增加而增大;分层流状态下随着干度的增加,管内换热得到强化,换热系数呈现增加趋势。但当干度增加到0.8~0.9时,由于两相流质量流速较低,壁温飞升出现恶化,换热减弱,换热系数随着干度的增加反而降低。此外,本课题还对各种工况下的实验数据进行了拟合,通过将实验值与计算值的对比,证明拟合情况良好。
【学位授予单位】:山东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TK124

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【参考文献】
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