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套管式滑油冷却器强化传热实验研究

作　者: 陈哲雨
导　师: 孙立成
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 核能科学与工程
关键词: 针翅套管 单管实验 传热特性 阻力特性 滑油冷却器
分类号: TK172
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 4次
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内容摘要


针翅管是一种三维非连续翅片管，对润滑油等粘度较高的流体有较好的强化传热效果。在针翅管的基础上，作者所在实验室新开发了一种套管式强化传热元件。这种强化传热元件由针翅管、套装在针翅管外面光管及两端特殊设计的接头构成。润滑油在针翅管与光管之间的环隙流动，冷却水分别流经中孔和套管外部，实现对于滑油的双面冷却，同时，针翅能够显著提高润滑油流动时的搅混程度，从而达到强化换热的效果。本文通过实验方法，以润滑油和水为工质，对针翅套管强化传热元件单管的传热与阻力特性进行了研究。润滑油流速范围为0.1m/s~0.6m/s，冷却水流速范围为0.2m/s~1.3m/s。在单管实验方面，主要研究了翅高、节距、管径等对油侧阻力及传热特性的影响，结果表明，翅高对传热与阻力影响较大，在翅高由2.7mm增加到3.6mm过程中，针翅油侧传热系数增加了40%，但阻力系数也增加了80%；节距对针翅套管的传热性能影响较小，对阻力影响较大，在节距从3mm增加到9mm时，传热系数下降18%，阻力系数下降25%。基于实验数据，文章给出了针翅套管传热系数与阻力系数经验公式，经比较，传热经验公式的计算结果误差为15%，阻力经验公式误差为10%。另外，还对以针翅套管作为换热元件的滑油冷却器的综合性能进行了测试。结果表明：在较高油流量时，综合性能明显优于传统管壳式滑油冷却器；实验范围内，其单位体积换热量约是后者的1.6倍。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-19
  1.1 前言  9-10
  1.2 国内外强化传热技术研究现状  10-17
    1.2.1 新型传热管的发展  10-13
    1.2.2 管束支撑结构  13-16
    1.2.3 板式换热器  16-17
  1.3 论文的主要研究内容  17-19
第2章 单管实验装置及实验过程  19-29
  2.1 实验装置  19-23
  2.2 实验台架与仪表测试  23-27
    2.2.1 单管实验台  23
    2.2.2 测量仪表的测试  23-27
  2.3 实验方案与步骤  27-28
  2.4 本章小结  28-29
第3章 实验数据处理方法与误差分析  29-37
  3.1 数据处理方法  29-34
    3.1.1 润滑油侧的对流换热系数  29-33
    3.1.2 基本假设的验证  33-34
    3.1.3 润滑油侧的阻力系数  34
  3.2 误差分析  34-35
  3.3 本章小结  35-37
第4章 单管流动与传热实验结果分析  37-57
  4.1 单管结构参数  37-38
  4.2 实验内容  38
  4.3 实验结果分析  38-50
    4.3.1 针翅套管与光管套管实验结果对比  39-40
    4.3.2 翅高对针翅套管传热与阻力特性的影响  40-42
    4.3.3 节距对针翅套管传热与阻力特性的影响  42-44
    4.3.4 针翅管管径对针翅套管传热与阻力特性的影响  44-46
    4.3.5 冷却水分析  46-49
    4.3.6 针翅套管接头处局部阻力分析  49-50
  4.4 针翅套管传热与阻力公式拟合  50-55
    4.4.1 传热公式与阻力公式  50-53
    4.4.2 局部阻力分析方法  53-55
    4.4.3 不同阻力分析方法的比较  55
  4.5 本章小结  55-57
第5章 针翅套管管束流动与传热阻力特性  57-67
  5.1 针翅套管滑油冷却器  57-59
    5.1.1 针翅套管换热器设计  57-58
    5.1.2 冷却水进出口局部阻力分析  58-59
  5.2 单管与管束性能对比分析  59-63
    5.2.1 换热量比较  59-62
    5.2.2 阻力特性比较  62-63
  5.3 几种滑油冷却器性能比较  63-66
    5.3.1 综合性能比较分析  63
    5.3.2 套管式滑油冷却器与折流板式换热器整体性能比较  63-65
    5.3.3 套管式滑油冷却器与自支撑换热器整体性能比较  65-66
  5.4 本章小结  66-67
结论  67-69
参考文献  69-73
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  73-75
致谢  75

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中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 热力工程、热机 > 工业用热工设备 > 换热设备
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