汽-气凝结气、液膜厚度及换热特性的研究

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1、硕士学位论文汽-气凝结气、液膜厚度及换热特性的研究ResearchonGas-LiquidFilmThicknessesandHeatTransferCharacteristicsofVapor-GasCondensation彭文平2013年12月国内图书分类号：TK124学校代码：10079国际图书分类号：621.3密级：公开硕士学位论文汽-气凝结气、液膜分布及换热特性的研究硕士研究生：彭文平导师：李慧君教授申请学位：工学硕士学科：动力工程及工程热物理专业：热能工程所在学院：能源动力与机械工程学院答辩日期：2014年3月授予学位单位：华北电力大学ClassifiedIn

2、dex:TK124U.D.C:621.3ThesisfortheMasterDegreeResearchonGas-LiquidFilmThicknessesandHeatTransferCharacteristicsofVapor-GasCondensationCandidate：PengWenpingSupervisor：Prof.LiHuijunSchool：SchoolofEnergy,PowerandMechanicalEngineeringDateofDefence：March,2014Degree-Conferring-Institution：NorthCh

3、inaElectricPowerUniversity华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《汽-气凝结气、液膜厚度及换热特性的研究》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：日期：年月日华北电力大学硕士学位论文使用授权书《汽-气凝结气、液膜厚度及换热特性的研究》系本人在华北电力大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位

4、论文。本论文的研究成果归华北电力大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解华北电力大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权华北电力大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于（请在以上相应方框内打“√”）：保密□，在年解密后适用本授权书不保密□作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要汽-气凝结现象广泛存在于工业热交换过程中，不凝结气的存在使凝结换热急剧恶化，因此汽-气凝结换热的研究及其换热效率的提高对经济效益和能源的

5、有效利用具有重要意义。汽-气凝结换热的热阻主要包括由不凝结气引起的气相热阻和由凝结液引起的液膜热阻。气相热阻是使凝结换热效率降低的最主要原因，液膜热阻亦对凝结换热效率有一定的影响。气相热阻和液膜热阻大小分别取决于气、液膜分布，与换热管形状、排列方式、流体流速、流动方向、热力参数及物性参数等有关。本文拟利用理论分析和数值计算的方法对汽-气水平管外凝结气液膜厚度及换热特性进行初步研究，为汽-气凝结换热的进一步研究及应用奠定一定的理论基础。本文基于双边界层理论建立汽-气水平管外凝结气液膜厚度及换热特性的模型。研究结论如下：(1)自然对流时，对于圆管，气液膜均不分离。对于非圆形管

6、，气膜不分离，曲率较大时，液膜会分离；(2)强制对流时，随流速增大，气液膜经历气液膜均不分离、气膜分离，液膜不分离及气液膜均分离三个阶段。对2于圆管，气膜分离的临界速度为，分离角为θm=arcos(gd/8U)。液膜2分离的临界速度为，分离角为θl=arcos[-(ρl-ρ)gd/(8ρU)]；(3)气膜分离前，气相热阻较大，凝结换热较弱，气膜分离后，凝结换热有所增强，液膜分离后，凝结换热将大大增强；(4)自然对流及强制对流气膜分离时，气膜厚度在管壁底部或分离点附近急剧增大。然而，强制对流气液膜均不分离时，气膜厚度在管壁底部附近急剧减小；(5)强制对流时，若气膜分离，气膜

7、厚度随流速增大而减小，若气膜不分离，气膜厚度随流速增大反而增大；(6)换热效率随压力增大而增大，随不凝结气浓度减小而增大，随管壁温度减小而增大，随流速增大先减小后增大；(7)对于同一管型，气液膜厚度随曲率增大而减小，液膜分离时，分离面积随曲率增大而增大，总换热效率随曲率增大而增大。对于不同管型，总换热效率需要综合考虑气液膜厚度及分离面积；(8)气膜排泄及分离与参数A有关，液膜排泄及分离与参数B有关。I摘要在回收燃油燃气锅炉烟气余热时，利用气液膜分布模型，得到了不同工况下气液膜分布及换热特性，并对是否考虑液膜对换热性能的影响进行