HCFC123高溫工況下水平管外冷凝換熱特性研究.pdf

1、能源與環(huán)境問(wèn)題是當(dāng)今世界各國(guó)面臨的重大社會(huì)問(wèn)題。我國(guó)形勢(shì)尤為嚴(yán)峻，能源短缺，能源利用率低，能耗高，CO2和SO2排放量居世界各國(guó)前列。隨著城市化進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快，我國(guó)將長(zhǎng)期面臨能源供應(yīng)和環(huán)境保護(hù)的巨大壓力，采用熱泵技術(shù)是減少化石類能源消耗、降低環(huán)境污染的重要措施。民用和工業(yè)燃煤(氣、油)鍋爐熱源改造要求能源利用率較高的供熱熱源，高溫?zé)岜檬羌夹g(shù)和經(jīng)濟(jì)可行的替代熱源。以市政污水和工業(yè)廢熱水為低位熱源的高溫?zé)岜靡殉蔀闃O具吸引力的供熱熱

2、源，受到政府和用戶的高度重視。以油田含油污水為低位熱源的高位熱泵也是解決油田地區(qū)城市集中供熱和原油伴熱輸送的理想熱源。
　　殼管式冷凝器是高溫?zé)岜脵C(jī)組的重要部件，其傳熱能力在很大程度上決定了高溫?zé)岜玫男阅堋?D強(qiáng)化管在殼管式冷凝器中的使用極大增強(qiáng)了殼管式換熱器的換熱性能進(jìn)而提高了熱泵機(jī)組的運(yùn)行效率，取得了顯著的節(jié)能、省材、減重、緊湊的效果和良好的經(jīng)濟(jì)效益。為此，本文建立了高溫工質(zhì)冷凝換熱試驗(yàn)臺(tái)，試驗(yàn)研究了高溫工況下高溫工質(zhì)HCFC

3、123在多種管外的冷凝換熱性能，為優(yōu)化殼管式冷凝器及開(kāi)發(fā)高溫?zé)岜脵C(jī)組提供理論基礎(chǔ)。本文主要完成了以下工作內(nèi)容
　　1、建立了高溫工質(zhì)冷凝換熱試驗(yàn)臺(tái)。通過(guò)對(duì)工質(zhì)在管外冷凝換熱特性的分析確定了試驗(yàn)研究目標(biāo)，根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)原理及關(guān)鍵測(cè)試參數(shù)設(shè)計(jì)了試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)及主要設(shè)備，介紹了誤差傳遞理論及誤差分配方案，選擇了測(cè)量?jī)x表并對(duì)試驗(yàn)臺(tái)誤差影響因素進(jìn)行了分析。
　　2、開(kāi)發(fā)了高溫工質(zhì)冷凝換熱試驗(yàn)臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。首先確定試驗(yàn)臺(tái)監(jiān)控目標(biāo)并將試驗(yàn)臺(tái)監(jiān)控

4、系統(tǒng)分為高溫工質(zhì)蒸氣控制子系統(tǒng)和冷卻水控制子系統(tǒng)，其次利用C++Builder編制了監(jiān)控程序，接著介紹了試驗(yàn)臺(tái)工作過(guò)程及監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試過(guò)程，分析了試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行調(diào)試結(jié)果。
　　3、試驗(yàn)研究了HCFC123光管管外冷凝換熱特性。文中介紹了試驗(yàn)管材并確定了試驗(yàn)工況，討論了試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法及模型評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)分析了單管外冷凝換熱的直接及間接影響因素并與Nusselt經(jīng)典理論模型比較，在光管管束試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上分析了管束效應(yīng)對(duì)光管管外冷凝換

5、熱的影響，并建立光管管束冷凝換熱試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?br>　　4、修正了HCFC123水平光管外膜狀冷凝換熱模型。建立并求解了水平管外氣、液膜層內(nèi)的運(yùn)動(dòng)微分方程式和能量方程式，根據(jù)蒸氣流速大小分三個(gè)區(qū)間，按正交試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)計(jì)算工況并按方差分析法明確了影響管外冷凝換熱的主因素，對(duì)Nusselt光管冷凝換熱方程進(jìn)行了修正。
　　5、試驗(yàn)研究了Turbo-CSL管外HCFC123冷凝換熱特性。介紹了試驗(yàn)管材Turbo-CSL并確定了試驗(yàn)工況，分