探索流动及传热过程的熵分析

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1、痧歹I『大学痧歹II犬罄博士学位论文题目．．一通叠盈篮垫!蝗煎熵金盘作者堕噬完成日期垫Q鱼生垒县3Q旦培养单位堕刖盘堂专业些堂墨猩研究方向丝墨垫应堂授予学位日期．生旦符号说明A——面积，m24——热扩散率。m2·s-1丑——翅片宽度，mC——信息熵的系数c，“D以0dJE——定压比热，J．kg．1·K1——质量分数——翅片厚度，m——当量直径，m——液膜流体阻力摩擦系数——外界引入微熵，J．∥——微熵产，J．科——体系空间体积，一—无量纲角度——外力，N——质量流量，kg一——信息熵，nat——给热或散热系数，w恤．2·r1——摩尔分比

2、焓，J*morl——反应j的化学反应率，m01．s"1——k相相对于重心运动的扩散流，mol*s"1——不可逆过程热流，W——熵通量，W．ICl．m-2——总传热系数，W哪。·K1——膜厚因子——降膜管流动充分发展段长度，m——润湿周边，m——单位润湿周边的溶液流量，kgqnl《1——贡量，l【g——·无因次传热系数——单位熵产数——努塞尔特数——压力，Pa——贝克利数．93．f，G日^4再^‘五置tL，M珥Ⅳ胁№P^四川大学博士学位论文Pr——普朗特数P——微观状态数出现的几率q——热流密度wⅧ。Q———热量，J呵1R——管内径，mR

3、e——雷诺数r——半径R-6，m，7——泠凝潜热，J．埏4S——啉系熵，J·K1i—7一单位质量熵，I,ICl．k91r——体系温度，t——温度，K∥——内能￡，———速度，m·s．1V——体积流量，m3·s．1v——运动粘度，m：z．s．1W——蒸发量，l曾s．1j——任意物理量z——z方向长度，m口——传热系数，W哪j2．K．1几——嫡源强度，W,IClm．3口——体系界面，m2打——压强张量，Paf——管壁切应力，N,nr2伊——钼元的化学势，J,mol"3f——化学亲合势，Jnnoll西——膜径比，5瓜巧——小区间总数占—·液膜

4、厚度，m■——导热系数，W·武1·r1F——黏度，Pa·sp——密度，kg·m4妒——蒸发强度，Kg．m"zZ——动量通量，Par——玻尔兹曼常数P——{嚣片导热系数，w·缸1·【1口——无因次温度8——体系微观状态总数．94·符号说明——无因次距离——翅片表面传热效率------体积度，m3·kg．1——时问，8——圆片中心——圆片边缘——露点——环境(空气)——干线气体——气液界面——蒸发——流体——高度场——嫡产——{拄口——体系i组分—1项反应——钼元k相——最大——最小——去除——最佳数——出口——温度场——物理场——壁面——

5、湿线气体1方向——平均值一级脱湿——二级脱湿．蛄．，。口y标口。J．，幻，卯，F倒．鼋，．、七脚砌删研耐，工，耐z嘛．，。剧．啸声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得四川大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文成果是本人在四川大学读书期间在导师指导下取得的，论文成果归四川大学所有，特此声明。研究生：指

6、导教师：摘要流动及传热过程的熵分析专业化学工程研究生陈曦指导教师朱家骅教授利用低位废热节能降耗、减少环境热污染是当前清洁生产技术领域的开发热点之一。决定其经济性的关键是废热的有效利用率，因此需要特别的措施克服低位能传热推动力小的不利因素，最大限度地减少不可逆损失。本文以热力学第二定律为基础，从热力学熵产分析和温度场熵分析两个不同的角度，定量地研究了流动及传热体系的不可逆程度，揭示影响传热推动力的因素。对评价流动及传热体系的热力学完善程度，改进传热系统的热力性能有一定的应用价值。从热力学第二定律出发，根据Prigogine在非平衡态热力学

7、过程及“熵产生”概念基础上完成的任意体系的熵产表达式推广应用于降膜蒸发过程熵产分析，并得到管内降膜蒸发的熵产计算式．引入单位熵产数得到管内降膜蒸发的单位熵产计算式，并在Reynolds数大于1450(G#倒'g)d‘印．5-0．25吐')．1情况下得到单位熵产数和雷诺数之间以及单位熵产数和膜径比之间的定量关系，根据数值计算结果揭示了如下规律：①降膜蒸发过程熵产随流体的雷诺数增加先降低再增大，存在最小熵产数，对应的雷诺数为最佳雷诺数忍锄，此区域为最佳工况区；②降膜蒸发过程熵产随降膜管内液膜厚度减小先降低再增大，也存在最小熵产数，最佳膜径比

8、coopt对应的区域也是最佳工况区．为验证以上理论分析模型，本文进行了DAP湿线尾气脱湿一磷酸降膜蒸发的现场实验，获得了长周期运行条件下的实验数据。以30％的磷酸稀溶液为工质，通过030x2x6000传热管