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带有列管束的鼓泡塔反应器传热规律研究
作 者: 李红波
导 师: 李希
学 校: 浙江大学
专 业: 化学工程
关键词: 鼓泡塔反应器 传热系数 列管内构件 针翅管内构件 传热模型
分类号: TQ053.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
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内容摘要
鼓泡塔反应器因其优异的传热性能,简单的操作、低廉的成本,在工业上得到了广泛的应用。本文在Φ500mm×5000mm的冷模鼓泡塔装置流体力学特性研究基础上考察传热规律,用于预测鼓泡塔内的传热系数及其分布。本文首先使用自制传热探头,对空塔和安装31根竖直换热列管的鼓泡塔内列管传热系数进行了测量。实验表明,列管传热系数随表观气速的增加而增大,且沿径向呈抛物型分布,竖直列管内构件的加入使得传热系数的径向分布变得更为陡峭。基于表面更新理论,提出了计算传热系数分布的统一数学模型,既可以用于空塔中单管局部传热系数计算,也可以用于计算列管束的局部传热系数,模型计算值与实验数据符合良好。随后,从强化传热与改善鼓泡塔内流场出发,开发了新型的针翅管内构件,考察了针翅管内构件对塔内传热和流动的影响。实验表明,针翅管内构件的加入能显著增强湍流强度,通过针翅对流体的阻碍作用抑制速度分布不均匀的“烟囱效应”,还能有效强化传热,相比于光滑列管内构件,传热系数提高20%以上。这为新型鼓泡塔反应器开发和操作优化提供了依据。
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全文目录
致谢 4-5 摘要 5-6 Abstract 6-9 符号说明 9-12 第一章 引言 12-14 第二章 文献综述 14-34 2.1 传热特性影响因素 14-18 2.2 鼓泡塔反应器换热强化专利技术 18-19 2.3 传热系数测试方法 19-21 2.4 传热系数计算模型 21-33 2.4.1 传热机理 21-23 2.4.2 传热系数计算关联式 23-33 2.5 本课题的主要内容 33-34 第三章 实验装置及测量方法 34-45 3.1 实验装置 34-38 3.2 测试方法 38-44 3.2.1 电导探针 39-40 3.2.2 Pavlov管 40-43 3.2.3 传热探头 43-44 3.3 实验内容 44-45 第四章 列管传热系数测量与估算 45-54 4.1 实验测量 45-48 4.1.1 流体力学参数的测量与计算 45-46 4.1.2 传热系数分布的测量 46-48 4.2 传热模型 48-53 4.2.1 模型推导 48-49 4.2.2 传热系数分布计算 49-51 4.2.3 平均传热系数计算 51-53 4.3 小结 53-54 第五章 针翅管传热系数 54-60 5.1 实验测量 55-58 5.1.1 针翅管内构件对流体力学参数的影响 55-57 5.1.2 针翅管内构件对传热系数的影响 57-58 5.2 小结 58-60 第六章 结论与展望 60-62 6.1 结论 60-61 6.2 展望 61-62 参考文献 62-67 作者简介 67
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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 一般性问题 > 化工机械与仪器、设备 > 化工通用机械与设备 > 塔式化工设备
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