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管内流动沸腾传热预测方法研究

吴琪  
【摘要】:管内饱和流动沸腾传热在能源、化工、制冷、航空航天等各个领域都有大量的应用,但由于其内在机理复杂,目前在工程中使用的流动沸腾传热模型一般都存在局限性大,准确性不高的问题。为此,本文开展了管内饱和流动沸腾传热预测方法研究,主要目的在于更准确的预测流动沸腾传热系数,从而避免设计不足或过度设计,为换热设备的设计应用提供参考。本文从大量文献中收集整理了目前已有的43个管内流动沸腾传热计算模型,并基于100篇文献建立了一个包含13种工质、17778组实验数据的开发用实验数据库,将这43个现有模型代入其中进行计算,对各模型进行了适应性评价分析。同时在此基础上将拟合算法与理论分析相结合,提出了一个预测精度更高的新管内流动沸腾传热预测模型,该模型对于开发用实验数据库的平均绝对误差仅为3.7%,远低于现有模型。为了验证其准确性,又从67篇文献中收集整理了包含20种工质的10932组实验数据作为验证用实验数据库对其进行验证,结果证明了新预测模型的高预测精度。之后将两数据库合并对所有预测模型进行了适应性总结,为实际应用中的公式选用提供了依据。最后采用C#与Matlab混合编程,开发了一个蒸发器设计计算桌面应用程序,通过比较利用不同传热模型的蒸发器设计结果考察了传热模型的选用对蒸发器设计的影响。


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