戊烷-水直接接觸相變換熱的實(shí)驗(yàn)研究與理論分析.pdf

1、直接接觸換熱作為新型高效節(jié)能換熱器的核心技術(shù)是能源研究的重點(diǎn)，直接接觸式換熱沒有金屬換熱面，具有傳熱熱阻低、換熱系數(shù)高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不易腐蝕和結(jié)垢等傳統(tǒng)間壁換熱無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用直接接觸換熱技術(shù)可以減小換熱器的換熱溫差，提高換熱器的換熱效率。本文擬從戊烷-水直接接觸換熱的真實(shí)傳熱溫差，泡滴群傳熱的機(jī)理，換熱器傳熱性能三個(gè)方面開展理論與實(shí)驗(yàn)研究。目的在于為提高直接接觸換熱效率提供依據(jù)，并對(duì)強(qiáng)化換熱技術(shù)提供理論指導(dǎo)，為能源的高效利用和解決世

2、界的能源問題開發(fā)新思路。
　　首先，提出了一種新型的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)研究戊烷-水直接接觸汽化傳熱，通過(guò)搭建戊烷與水的直接接觸閉路循環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置，使得戊烷-水液液直接接觸界面的接觸面積保持不變，并且水在界面上各點(diǎn)的速度均相同。采用紅外熱像法研究戊烷-水直接接觸界面的真實(shí)傳熱溫差，結(jié)果表明其真實(shí)的傳熱溫差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)算法得到的傳熱溫差，因此得到的傳熱系數(shù)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于基于傳統(tǒng)傳熱溫差得到的傳熱系數(shù)。在此基礎(chǔ)上研究流量和真實(shí)傳熱溫差對(duì)傳熱系數(shù)的影響

3、。實(shí)驗(yàn)揭示了傳熱熱阻主要集中在水主體與界面水的混合程度上的機(jī)理。
　　其次，采用頻閃攝像法研究二維體中戊烷泡滴群在連續(xù)相水中的汽化傳熱過(guò)程，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法研究泡滴在不同戊烷進(jìn)口流量，水溫及不同高度條件下戊烷泡滴分布情況，同時(shí)研究了不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì)戊烷泡滴的Sauter平均直徑，汽化率、泡滴上升速度、戊烷泡滴的戊烷-水液液界面的傳熱面積及戊烷泡滴傳熱系數(shù)的影響規(guī)律。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)傳熱區(qū)域進(jìn)行劃分，表明流體湍動(dòng)越劇烈傳熱能力越強(qiáng)。