内螺纹重力热管强化传热特性研究

发布时间：2017-06-02 06:12

  本文关键词：内螺纹重力热管强化传热特性研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：重力热管近年来在工业生产的各种换热领域中得到了广泛的应用,随着国内外对于节能减排问题的日益关注,如何强化重力热管换热已成为众多学者研究的热点。作者通过综述重力热管强化传热的相关文献,大体上将强化传热方式分为四类,即采用高效工作介质、管壁内表面处理、管内设置内插件和其它类。其中,管壁内表面处理较其他方法操作更为简单,应用更为广泛。 本课题以内螺纹重力热管为研究对象,研究在不同实验条件、不同内螺纹分段布置、不同工质下的内螺纹重力热管传热性能,并与光滑重力热管的传热性能作对比,深入探究内螺纹重力热管的强化传热机理。主要工作和结论如下： 1、设计了重力热管加工工艺流程,并制作了实验所需的光滑重力热管和内螺纹重力热管。设计加工了实验所用的各实验系统,根据不同热管尺寸搭建了两套实验台,并详细地介绍了测试热管的实验方案。简单叙述了实验数据处理方法,并对实验系统的不确定性进行了分析。 2、实验发现,内螺纹能够很好地强化重力热管的启动特性和稳态特性。倾角对沸腾换热和冷凝换热的影响趋势不同。换热特性随着冷却水流量的增大而降低。随着充液率的增大,蒸发对流换热系数先减小后增大,而冷凝对流换热系数单调下降。蒸发段长径比越大,热管的换热系数越大,蒸发段平均温度越小。 3、实验研究内螺纹分段布置对重力热管工作温度、轴向温度分布、换热系数的影响。结果发现,由于内螺纹能够增大换热面积、拉薄冷凝液膜、产生二次流等原因,内螺纹很大程度上降低了热管绝热段温度,而且内螺纹布置在绝热段和冷凝段的热管传热性能要优于其他几种布置方式。 4、实验选取了水、自湿润流体、丙酮、丁醇作为工质,研究发现了自湿润流体的逆Marangoni效应能够提高水平放置时光滑热管的传热特性。在竖直放置时,由于工质的传输因素和比热容的影响,四种工质的热管传热特性的优劣依次为：水丙酮自湿润流体丁醇。
【关键词】：重力热管 内螺纹 自湿润流体 强化传热 温度分布 换热系数
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK172.4
【目录】：

• 目录4-7
• CONTENTS7-14
• 摘要14-15
• ABSTRACT15-17
• 第—章 绪论17-29
• 1.1 重力热管简介17-18
• 1.2 重力热管强化传热技术研究现状18-26
• 1.2.1 采用高效工作介质18-21
• 1.2.2 管壁内表面处理21-23
• 1.2.3 管内设置内插件23-25
• 1.2.4 其它类25-26
• 1.3 强化传热研究不足与展望26-27
• 1.4 本研究的动机及主要工作27-29
• 第二章 重力热管传热理论分析29-37
• 2.1 引言29-30
• 2.2 传热分析30-33
• 2.2.1 冷凝段传热分析30-31
• 2.2.2 蒸发段传热分析31-33
• 2.3 内螺纹强化传热机理分析33
• 2.3.1 强化凝结换热33
• 2.3.2 强化沸腾换热33
• 2.4 自湿润流体强化传热机理分析33-35
• 2.5 本章小结35-37
• 第三章 热管制造及实验系统37-53
• 3.1 热管设计37-40
• 3.1.1 管壳设计37-39
• 3.1.2 工质的选择39-40
• 3.2 热管制造40-42
• 3.2.1 清洗和干燥40-41
• 3.2.2 焊接和检漏41
• 3.2.3 抽真空和充液41-42
• 3.3 实验系统42-46
• 3.3.1 实验方案一42-44
• 3.3.2 实验方案二44-46
• 3.4 数据处理46-47
• 3.5 不确定度分析47-52
• 3.6 本章小结52-53
• 第四章 内螺纹重力热管强化传热特性53-67
• 4.1 实验对象53-55
• 4.2 启动特性研究55-57
• 4.3 稳态特性研究57-65
• 4.3.1 输入功率的影响57-59
• 4.3.2 倾角的影响59-61
• 4.3.3 冷却水流量的影响61-62
• 4.3.4 充液率的影响62-64
• 4.3.5 蒸发段长径比的影响64-65
• 4.4 本章小结65-67
• 第五章 内螺纹分段重力热管传热特性67-75
• 5.1 实验对象67-69
• 5.2 对热管工作温度的影响69-70
• 5.3 对轴向温度分布的影响70-71
• 5.4 对换热系数的影响71-73
• 5.4.1 蒸发对流换热系数71-72
• 5.4.2 冷凝对流换热系数72-73
• 5.4.3 等效对流换热系数73
• 5.5 本章小结73-75
• 第六章 不同工质重力热管传热特性75-87
• 6.1 实验对象75
• 6.2 水平放置时特性测定75-79
• 6.2.1 对热管蒸发段温度的影响76-77
• 6.2.2 对轴向温度分布的影响77-79
• 6.3 竖直放置时特性测定79-85
• 6.3.1 对热管蒸发段温度的影响80-81
• 6.3.2 对轴向温度分布的影响81-83
• 6.3.3 对等效对流换热系数的影响83-85
• 6.4 本章小结85-87
• 第七章 结论与展望87-89
• 7.1 结论87-88
• 7.2 未来工作展望88-89
• 参考文献89-97
• 致谢97-99
• 攻读学位期间发表的论文专利和所获荣誉99-101
• 学位论文评阅及答辩情况表101

【参考文献】

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