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《強(qiáng)化管表面污垢生長(zhǎng)特性的非加速實(shí)驗(yàn)測(cè)試與模擬分析》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、碩士學(xué)位論文強(qiáng)化管表面污垢生長(zhǎng)特性的非加速實(shí)驗(yàn)測(cè)試與模擬分析LONG-TERMTESTANDSIMULATIONSTUDYONTHECHARACTERISTICSOFFOULINGONTHESURFACEOFENHANCEDTUBES高榕哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào):TK172.4學(xué)校代碼:10213國(guó)際圖書分類號(hào):697密級(jí):公開工程碩士學(xué)位論文強(qiáng)化管表面污垢生長(zhǎng)特性的非加速實(shí)驗(yàn)測(cè)試與模擬分析碩士研究生:高榕導(dǎo)師:沈朝副教授申請(qǐng)學(xué)位:工程碩士學(xué)科:建筑與土木工程所在單位:建筑學(xué)院答辯日期:2018年6月授
2、予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TK172.4U.D.C:697DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringLONG-TERMTESTANDSIMULATIONSTUDYONTHECHARACTERISTICSOFFOULINGONTHESURFACEOFENHANCEDTUBESCandidate:GaoRongSupervisor:Assoc.Prof.ShenChaoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineer
3、ingSpeciality:ConstructionandcivilengineeringAffiliation:SchoolofArchitectureDateofDefence:June,2018Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要在暖通空調(diào)領(lǐng)域,強(qiáng)化換熱管常用來(lái)制成殼管式冷凝器而廣泛應(yīng)用于冷卻塔水系統(tǒng)中。長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后,強(qiáng)化管表面會(huì)形成污垢,從而影響其換熱性能,而污垢熱阻是強(qiáng)化管的關(guān)鍵參數(shù)之一。以往的光管表
4、面污垢熱阻數(shù)據(jù)不適用于強(qiáng)化管,因此需要對(duì)強(qiáng)化管表面污垢熱阻進(jìn)行實(shí)際測(cè)試研究,為建立強(qiáng)化管表面污垢熱阻與運(yùn)行參數(shù)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)式(預(yù)測(cè)模型)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本課題以強(qiáng)化換熱管表面污垢為研究對(duì)象,開展了污垢測(cè)試中的去耦分析實(shí)驗(yàn)及不同表面幾何參數(shù)下混合污垢的實(shí)際(非加速)測(cè)試實(shí)驗(yàn),分析了換熱管表面幾何參數(shù)對(duì)污垢熱阻的影響規(guī)律,同時(shí)基于MonteCarlo方法建立了顆粒污垢的初步生長(zhǎng)模型,提出了有效邊界層厚度的概念,并對(duì)顆粒污垢的生長(zhǎng)過程進(jìn)行了初步模擬。本文首先詳細(xì)的闡述了已搭建完成的冷卻塔水系統(tǒng)強(qiáng)化換熱管表面污垢測(cè)試實(shí)驗(yàn)
5、平臺(tái)的工作原理及具體構(gòu)成。開展了去耦分析實(shí)驗(yàn),定量分析了流速變化和熱流密度變化對(duì)強(qiáng)化管總傳熱系數(shù)的影響規(guī)律,并以此為基礎(chǔ)提出污垢熱阻的修正計(jì)算公式,實(shí)現(xiàn)了對(duì)污垢熱阻的準(zhǔn)確測(cè)試。其次,開展了中等水質(zhì)濃度下流速為~1.6m/s時(shí)的實(shí)際污垢測(cè)試,確定9根測(cè)試管(8根強(qiáng)化管和1根光管)的污垢熱阻,分析表面幾何參數(shù)對(duì)污垢生長(zhǎng)過程的影響,確定本次實(shí)驗(yàn)條件下的最優(yōu)表面幾何參數(shù)。通過對(duì)強(qiáng)化管換熱特性以及水質(zhì)的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)監(jiān)測(cè),研究分析了實(shí)驗(yàn)過程中冷卻水的水質(zhì)、傳熱系數(shù)、污垢熱阻、水側(cè)壓降法等變化規(guī)律。隨后,基于MonteCarlo方法,通
6、過合理的簡(jiǎn)化和假設(shè),建立了換熱管表面顆粒污垢生長(zhǎng)過程的初步物理計(jì)算模型,利用MATLAB軟件,模擬分析了顆粒污垢生長(zhǎng)過程。該MonteCarlo顆粒污垢生長(zhǎng)模型為后續(xù)混合污垢的模擬提供了參考依據(jù)。最后,基于模擬分析提出了有效邊界層厚度的概念并對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證,分析了流速、管徑對(duì)顆粒污垢生長(zhǎng)及有效邊界層厚度的影響。有效邊界層厚度的提出為實(shí)際模擬過程中存在的運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、內(nèi)存大等問題提供新的解決方案。本研究為國(guó)家自然科學(xué)基金“基于MonteCarlo法強(qiáng)化管表面顆粒-析晶垢形成機(jī)理及預(yù)測(cè)模型研究(No.51606049)”的部分
7、研究?jī)?nèi)容。關(guān)鍵詞:強(qiáng)化換熱管;非加速實(shí)驗(yàn);混合污垢;污垢熱阻;顆粒生長(zhǎng)模型;有效邊界層厚度-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractTheenhancedtubeisbeingusedmoreofteninwater-chillercondensersbecauseoftheirsuperiorperformanceinheattransfer.TheuseofenhancedtubesincoolingtowersystemsisaverycommonapplicationinHVACindustry.The
8、heattransferperformanceofenhancedtubesisaffectedbythefoulingbuild-upontheheattransfersurfaces.Thefoulingresistanceisoneofthemostimportantparametersfordesigning