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表面强化管轴向均匀与变热流密度条件下池沸腾传热特性实验研究

作　者: 郭兆阳
导　师: 徐宏; 汪扬
学　校: 华东理工大学
专　业: 动力工程
关键词: 放热式反应核态沸腾强化传热烧结型表面多孔管 T槽管
分类号: TK124
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

维持温度恒定是反应器设计的理想目标。为开发具有高效换热能力的反应管以快速将放热反应产生的热量移走、减小轴向温差,实验研究了沿轴向均匀热流密度与变热流密度条件下,具有高效换热能力的烧结型表面多孔管和T槽管在水中的池沸腾传热特性与沿管轴向的温度分布。结果表明,烧结型表面多孔管和T槽管的起始沸腾过热度较为接近,仅为光管的48%-60%；充展核态沸腾阶段,烧结型表面多孔管和T槽管的池沸腾传热系数最高可达光管的4.5倍和2.2倍；且垂直布置的烧结型表面多孔管和T槽管较光管有利于降低轴向温差、提高反应管的热稳定性。研究了换热管布置方式(垂直与水平)、管径大小(20、25和32mm)和烧结多孔层颗粒大小(30～115μ m)等结构参数对池沸腾换热效果的影响。发现,大热流密度下,垂直管上段由于形成的气泡柱阻碍了液体与受热壁面的接触,使得传热效果较水平布置时差,但布置方式对强化管换热效果的影响比对光管的影响小；随管径增大,光管、烧结型表面多孔管和T槽管的核态沸腾传热系数均减小；烧结多孔层颗粒大小对池沸腾传热影响较小,但充展核态沸腾阶段,大颗粒粒度的多孔层更有利于强化传热。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-19
  1.1 选题背景  9-10
  1.2 池沸腾传热过程概述及强化沸腾传热方法  10-12
    1.2.1 池沸腾传热过程概述  10-11
    1.2.2 沸腾的影响因素及强化沸腾传热方法  11-12
  1.3 强化换热表面池沸腾传热的研究进展  12-16
  1.4 不同强化表面沸腾传热强化能力对比  16-17
  1.5 本文主要研究内容  17-19
第2章表面强化管池沸腾传热实验系统及实验方法  19-26
  2.1 引言  19
  2.2 表面强化管池沸腾传热的实验系统  19-21
  2.3 实验测试段设计  21-24
    2.3.1 实验测试强化表面结构  21-23
    2.3.2 实验测试段  23-24
  2.4 实验步骤及过程  24
    2.4.1 实验步骤  24
    2.4.2 实验数据处理方法  24
  2.5 实验系统可靠性验证  24-25
  2.6 本章小结  25-26
第3章表面强化管池沸腾传热强化与结构参数影响研究  26-44
  3.1 引言  26
  3.2 强化管和光管管外沸腾传热特性  26-30
    3.2.1 强化管和光管管外沸腾曲线  26-29
    3.2.2 强化表面对起始沸腾的影响  29-30
  3.3 布置方式对沸腾换热效果的影响  30-34
  3.4 多孔层颗粒尺寸对沸腾换热效果的影响  34-38
  3.5 换热管管径对沸腾换热效果的影响  38-42
  3.6 本章小结  42-44
第4章轴向均匀与变热流密度时垂直布置管沸腾传热及沿轴向温度分布  44-63
  4.1 引言  44
  4.2 换热管轴向温度分布与管外沸腾换热效果实验测试系统  44-48
    4.2.1 实验测试装置  44-46
    4.2.2 实验测试段  46-48
    4.2.3 实验步骤及过程  48
  4.3 实验测试系统的可靠性验证  48-49
  4.4 沿轴向均匀热流密度下表面强化管沸腾传热特性  49-55
    4.4.1 沿轴向均匀热流密度时轴向的温度分布  49-54
    4.4.2 沿轴向均匀热流密度时管外整体沸腾曲线  54-55
  4.5 沿轴向变热流密度下表面强化管沸腾传热特性  55-62
    4.5.1 沿轴向变热热流密度时轴向的温度分布  56-60
    4.5.2 沿轴向变热热流密度时的管外整体沸腾曲线  60-62
  4.6 本章小结  62-63
第5章结论  63-65
参考文献  65-70
致谢  70-71
硕士期间获得的科研成果与荣誉  71

表面强化管轴向均匀与变热流密度条件下池沸腾传热特性实验研究

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