石墨改性聚全氟乙丙烯導(dǎo)熱中空纖維及其換熱器的研制.pdf

1、在工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中,換熱器是實(shí)現(xiàn)物料之間熱量傳遞過(guò)程的一種重要設(shè)備。傳統(tǒng)的金屬換熱器有耐腐蝕性差、易結(jié)垢、價(jià)格高、重量大等缺點(diǎn)。近幾十年來(lái),隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)換熱器的綜合性能要求也越來(lái)越高,普通的金屬換熱器已無(wú)法滿足一些特殊領(lǐng)域的需要,如化工廢水處理、酸堿鹽循環(huán)設(shè)備等。塑料換熱器在這些領(lǐng)域具有重大應(yīng)用價(jià)值,近年來(lái)得到了極大的發(fā)展。
　　但純塑料導(dǎo)熱性能差,為了提高塑料的導(dǎo)熱性能,一般用高導(dǎo)熱性的金屬或無(wú)機(jī)填料對(duì)

2、高分子材料進(jìn)行填充改性,通過(guò)此種方法,可以制備出具有良好力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能的高分子復(fù)合導(dǎo)熱材料。這種材料經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)呐浞秸{(diào)整和工藝處理,可以在一些特殊領(lǐng)域取代金屬材料,并且其價(jià)格低廉、工藝簡(jiǎn)單。
　　為提高換熱器的整體換熱效果,提高塑料換熱器的最高使用溫度,本文采用石墨作為填料,對(duì)聚全氟乙丙烯進(jìn)行填充改性,以此制備出管壁薄、管徑小、導(dǎo)熱性能優(yōu)良的復(fù)合材料導(dǎo)熱中空纖維,將其加工后制作成換熱器。
　　本論文重點(diǎn)探討了石墨添加量及

3、工藝加工條件對(duì)中空纖維物化性能的影響規(guī)律,并且通過(guò)冷熱流體流程的變換及流量的改變研究其對(duì)自制的換熱器總體換熱性能的影響及規(guī)律。
　　研究發(fā)現(xiàn),將石墨加入FEP中后,低含量的石墨對(duì)體系的熱穩(wěn)定性影響不大。石墨的加入改善了FEP斷面葉脈狀的形態(tài)結(jié)構(gòu),使之更平滑。當(dāng)石墨含量小于10％時(shí),隨著石墨含量的增加,FEP/G復(fù)合材料中空纖維的拉伸強(qiáng)度呈上升趨勢(shì),在石墨含量為10%的時(shí)候達(dá)到最高;隨著石墨含量的增加,復(fù)合材料中空纖維的斷裂伸長(zhǎng)率呈

4、下降趨勢(shì)。
　　通過(guò)冷熱流體的換熱實(shí)驗(yàn)對(duì)換熱器進(jìn)行測(cè)試后,發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi),石墨的加入可以提高聚全氟乙丙烯中空纖維換熱器的換熱效果。當(dāng)石墨含量小于5%時(shí),對(duì)換熱效果無(wú)明顯改善。當(dāng)石墨含量提高至7%~10%時(shí),顯著地提高了換熱器的換熱效果;適當(dāng)?shù)卦龃罄錈崃黧w流量均有利于提高換熱器的總體換熱效果;當(dāng)殼程通過(guò)熱流體,管程通過(guò)冷流體時(shí),固定管程冷流體流量,提高殼程進(jìn)口處熱流體的流量,得到的換熱效果最佳;導(dǎo)熱中空纖維壁厚的增加會(huì)導(dǎo)致中空纖維