含氣液兩相的攪拌釜傳熱過程強化及其應用研究.pdf

1、含能材料在國防和經(jīng)濟建設中具有重要地位，作為武器系統(tǒng)做功的能源，其性能決定了武器的安全性和毀傷效率。含能化合物是含能材料中的主要組成部分，合成能量高、穩(wěn)定性好、環(huán)境友好、使用壽命長的含能化合物是目前國內外高度關注的研究領域。本文針對含能化合物制備反應具有強放熱、產(chǎn)物含有氣體的特點，通過實驗研究了不同通氣速率下，帶盤管攪拌釜內盤管外側對流傳熱系數(shù)的變化;通過數(shù)值模擬方法模擬了盤管不同結構參數(shù)對攪拌釜內流體流動和盤管外對流傳熱系數(shù)的影響，提

2、出了強放熱反應釜盤管設計的一些建議。根據(jù)上述研究結果，為某含能化合物中試制備設計了強放熱硝化反應釜和強放熱水解反應釜，通過中試實驗驗證，兩釜運行良好，設計合理。論文主要內容如下：
　　1.制備含能化合物的某些強放熱反應會產(chǎn)生氣體從而使攪拌釜內存在氣液兩相，本文對五個不同通氣速率下的攪拌釜進行了盤管傳熱過程實驗，處理數(shù)據(jù)得到盤管外側的對流傳熱系數(shù)，分析結果并擬合出關聯(lián)式，為氣液兩相強放熱反應釜的設計提供了理論依據(jù)。
　　2.盤

3、管是強放熱反應釜傳熱的核心構件，針對盤管螺距和盤管盤曲直徑兩大盤管重要結構參數(shù)，利用數(shù)值模擬方法，模擬計算在不同螺距和不同盤曲直徑下，攪拌釜內流體流動情況和盤管外側對流傳熱系數(shù)的變化。分析模擬結果，選取參數(shù)合理的螺距和盤曲直徑使盤管具有較好的對流傳熱效果，給出盤管設計建議。
　　3.根據(jù)通氣情況下的盤管外側對流傳熱系數(shù)擬合式和模擬研究所得盤管設計建議，設計了某含能化合物中試生產(chǎn)所需的430 L硝化反應釜。通過結構設計和傳熱計算設計