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水平蛇形管内流动阻力特性实验研究

姚旺  
【摘要】:蛇形管作为蒸发换热器广泛的应用于实际工程中。与直管相比,蛇形管在增强工质换热的同时,流动阻力也明显增大。不管是单相流还是两相流,流体流经弯头时都会产生复杂的扰动。研究蛇形管内工质的流动阻力特性,认识其流动特征和规律,对实际的工程应用具有重要的指导意义。 本文设计并搭建了乏风瓦斯取热实验台。实验系统主要包括:汽水循环系统、烟风加热系统和数据采集系统。汽水循环系统包括过冷水、过热蒸汽和汽液两相流三个循环回路,能够研究不同状态下的水在流经水平蛇形管时的流动阻力特性;烟风加热系统包括燃烧器、炉体和烟风测量系统;数据采集系统包括DEWE数字采集系统、流量计以及各种传感器,可以精确的采集到实验过程中各个工况下工质流动时的流量、压差、温度和压力等所需要的参数信号。 实验结果表明,蛇形管内单相工质水的流动阻力要远远大于直管,并且这种趋势分别随着流量的增加和温度的升高而逐渐增大;两相流的流动阻力由于流型的影响并不随两相总量的增加单调增大,实验过程中蛇形管入口处出现三种流流型:波状分层流、气弹流和环状流;通过分析实验数据分别拟合出了过冷水、过热蒸汽和两相流不同流型等各工况下的流动阻力系数计算式,其计算值与实验值吻合良好。


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