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《华中科技大学》 2011年
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水平管外降膜流动与传热的实验研究

江波  
【摘要】:水膜蒸发式空冷器是一种将水冷与空冷相结合、传热与传质相结合,充分利用水膜蒸发强化传热的节能、节水型冷却设备,是空冷器的重要研究方向之一。 本文以增膜型水膜蒸发式空冷器为原型,对组合的单管单板建立了实验装置。在水膜降落对流和蒸发传热条件下,研究了水平管不同角度(40°、90°和140°)及增膜板不同顶距(10 mm、37.5 mm和65 mm)处的液膜厚度分布,考察了喷淋密度Γ、管径d、管内热水温度t以及有无强制通风等因素对水平管及增膜板外壁面降膜流动的影响。研究表明,液膜厚度δ不仅随喷淋密度Γ的增加而增厚,还与水平管不同角度θ及增膜板不同顶距H有关;管径d以及管内热水温度t的变化对液膜厚度δ影响较小;此外,强制通风时的液膜比空气自然对流时的液膜略厚一点,但膜厚分布趋势与自然对流时基本一致。 研究了水平管外及增膜板上的平均传热膜系数,研究结果表明,随喷淋密度Γ的增加,管外平均传热系数h_2先增大再减小,当Γ=0.200kg·m~(-1)·s~(-1)时,h_2达最大值;板外平均传热系数hs随喷淋密度Γ的增加而增大;管径d越小,则管外平均传热系数h_2越大;管内热水温度t升高,则管外平均传热系数h_2及板外平均传热系数hs均相应增大;此外,强制通风时,管外平均传热系数h_2和板外平均传热系数hs都比空气自然对流时大。 研究了水平管外水膜流型与传热的关系,将层流湍流转折雷诺数随管径的变化修正归并为,不同管径都用同一转折雷诺数区分层流或湍流,以方便水平管降膜流型判断和计算;拟合得到了水平管外水膜对流和蒸发传热时,努塞尔数与雷诺数及普朗特数的关联式,为水平管外降膜流动传热设计提供了参考依据。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TK124

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