污水熱利用的相變換熱器強(qiáng)化換熱研究.pdf

1、城市污水是一種優(yōu)良的綠色可再生能源，提高污水熱能利用水平、深入發(fā)掘污水的能源利用潛力對(duì)于建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。污水源熱泵技術(shù)是實(shí)現(xiàn)污水熱能回收利用的關(guān)鍵途徑之一，熱泵系統(tǒng)的整體性能又要受換熱器的制約?，F(xiàn)有的換熱器在應(yīng)對(duì)由水質(zhì)造成的堵塞、腐蝕、污水側(cè)換熱效率低等方面還存在一些問(wèn)題。熱管是一種高效的換熱元件，推動(dòng)熱管在污水源熱泵系統(tǒng)中的應(yīng)用研究對(duì)于有效解決上述問(wèn)題是一次有意義的嘗試。本文從研發(fā)高效污水換熱器的角度

2、出發(fā)，探索了折流板結(jié)構(gòu)對(duì)換熱器流動(dòng)-傳熱性能的影響，明確了折流板結(jié)構(gòu)對(duì)強(qiáng)化相變換熱器換熱性能的可行性。
　　本文由污水換熱器的設(shè)計(jì)著手，分析了熱管換熱器在污水中應(yīng)用的理論基礎(chǔ)及可能的途徑，根據(jù)減少控制熱阻的可能途徑，結(jié)合在工程實(shí)踐中應(yīng)用比較成熟的殼管式換熱器的設(shè)計(jì)方法，提出了在光管換熱器中引入折流板結(jié)構(gòu)以強(qiáng)化傳熱效果的可能性。理論部分主要包含：①熱管傳熱機(jī)理分析及熱管在污水熱能利用中的構(gòu)想；②熱管傳熱過(guò)程分析及各部分傳熱熱阻比較，

3、提出可行的強(qiáng)化傳熱途徑；③優(yōu)化實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組換熱器的設(shè)計(jì)，確定各部分結(jié)構(gòu)參數(shù)；④分析換熱器流動(dòng)-傳熱性能，明確流動(dòng)-傳熱路徑，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)開(kāi)展及數(shù)據(jù)分析奠定理論基礎(chǔ)。
　　實(shí)驗(yàn)階段，考慮了流體的進(jìn)口方式以及換熱器的結(jié)構(gòu)不同（有無(wú)折流板），可能會(huì)對(duì)換熱器的性能產(chǎn)生的影響，設(shè)計(jì)了無(wú)折流板流動(dòng)-換熱實(shí)驗(yàn)（對(duì)照組）、有折流板流動(dòng)-換熱實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)組）。分析實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，找到換熱器性能最優(yōu)的工況。考慮到換熱器實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，蒸發(fā)段、

4、冷凝段流量都是變化的，還測(cè)試了蒸發(fā)段、冷凝段同時(shí)變流量下?lián)Q熱器的流動(dòng)-傳熱性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將理論計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析和誤差分析。
　　結(jié)合理論分析和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，本文得出了以下結(jié)論：1)流體進(jìn)口方式對(duì)對(duì)照組換熱器的性能是有影響的，上-上工況下的對(duì)照組換熱器性能最優(yōu)。2)冷凝流速對(duì)實(shí)驗(yàn)組換熱器的性能是有影響的，傳熱量和傳熱系數(shù)隨污水流速增大而增大；蒸發(fā)段與冷凝段長(zhǎng)度的比值對(duì)換熱器的傳熱性能有較大影響，l1/l2由480/