含氣液兩相的攪拌釜傳熱過(guò)程強(qiáng)化及其應(yīng)用研究.pdf

1、含能材料在國(guó)防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)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(zhǎng)的含能化合物是目前國(guó)內(nèi)外高度關(guān)注的研究領(lǐng)域。本文針對(duì)含能化合物制備反應(yīng)具有強(qiáng)放熱、產(chǎn)物含有氣體的特點(diǎn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了不同通氣速率下，帶盤(pán)管攪拌釜內(nèi)盤(pán)管外側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)的變化;通過(guò)數(shù)值模擬方法模擬了盤(pán)管不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)攪拌釜內(nèi)流體流動(dòng)和盤(pán)管外對(duì)流傳熱系數(shù)的影響，提

2、出了強(qiáng)放熱反應(yīng)釜盤(pán)管設(shè)計(jì)的一些建議。根據(jù)上述研究結(jié)果，為某含能化合物中試制備設(shè)計(jì)了強(qiáng)放熱硝化反應(yīng)釜和強(qiáng)放熱水解反應(yīng)釜，通過(guò)中試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，兩釜運(yùn)行良好，設(shè)計(jì)合理。論文主要內(nèi)容如下：
　　1.制備含能化合物的某些強(qiáng)放熱反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生氣體從而使攪拌釜內(nèi)存在氣液兩相，本文對(duì)五個(gè)不同通氣速率下的攪拌釜進(jìn)行了盤(pán)管傳熱過(guò)程實(shí)驗(yàn)，處理數(shù)據(jù)得到盤(pán)管外側(cè)的對(duì)流傳熱系數(shù)，分析結(jié)果并擬合出關(guān)聯(lián)式，為氣液兩相強(qiáng)放熱反應(yīng)釜的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　2.盤(pán)

3、管是強(qiáng)放熱反應(yīng)釜傳熱的核心構(gòu)件，針對(duì)盤(pán)管螺距和盤(pán)管盤(pán)曲直徑兩大盤(pán)管重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，利用數(shù)值模擬方法，模擬計(jì)算在不同螺距和不同盤(pán)曲直徑下，攪拌釜內(nèi)流體流動(dòng)情況和盤(pán)管外側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)的變化。分析模擬結(jié)果，選取參數(shù)合理的螺距和盤(pán)曲直徑使盤(pán)管具有較好的對(duì)流傳熱效果，給出盤(pán)管設(shè)計(jì)建議。
　　3.根據(jù)通氣情況下的盤(pán)管外側(cè)對(duì)流傳熱系數(shù)擬合式和模擬研究所得盤(pán)管設(shè)計(jì)建議，設(shè)計(jì)了某含能化合物中試生產(chǎn)所需的430 L硝化反應(yīng)釜。通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和傳熱計(jì)算設(shè)計(jì)