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换热器的散热性能研究

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2019-11-21 1:35:51 * 浏览: 33
1实验研究与分析1.1实验系统在被动余热去除方案中,蒸汽发生器中产生的蒸汽依靠自然循环进入余热排放热交换器,并在换热管的内壁表面冷凝,并且冷凝水流回蒸汽发生器。换热管外部的换热形式为自然对流换热和沸腾换热。由于管内的冷凝传热系数比管外的自然对流传热系数大得多,因此必须增加热交换管外的自然对流传热系数,从而改善了热交换管的整体传热特性。为了确定整体式针翅片管,多孔管,低肋管和光滑管的传热特性,设计了如图1所示的实验装置。实验装置的实验部分高于锅炉出口,整个实验系统是自然循环的。锅炉中产生的饱和蒸汽进入实验段并在实验管中冷凝成水,冷凝水从锅炉底部流回锅炉。该实验通过测量每单位时间冷凝物的产生来确定实验管的热交换能力。为了确定实验管外壁表面的温度和水箱中冷却水的平均温度,在实验管上焊接了五对镍-铬-镍硅热电偶,三对铜将常数热电偶放入水箱中。实验中使用的一体式销翅片管和低肋管的结构图如图所示。显示了每个实验管的主要结构参数(一体式针形翅片管的翅片节距为2.6 mm)。 1.2管外单相自然对流和核沸腾的实验研究在废热去除系统运行的初期,加油水箱中的水温较低。此时,余热排出热交换器的主要热交换形式为单相自然对流和冷沸腾。在反应堆紧急关闭后,反应堆的剩余功率会在相当长的一段时间内保持在满功率的7左右,并且蒸汽发生器中的蒸汽压力和温度等参数相对稳定。但是,加油箱中的水温会随时间升高,直到发生稳定的核沸腾为止。在实验中,热交换管入口处的蒸汽压力始终保持恒定(表压0.14 MPa),水箱中的冷却水从常温变为沸点。在实验中发现,随着冷却水的温度升高,热交换管的壁表面的温度也升高。通过实验,得到管外传热系数与传热温差的关系曲线,以及传热管传热系数与传热温差的关系。从实验曲线可以看出,随着传热温度差的减小,管子的传热系数和总传热系数逐渐增大:当传热温度差在25到75°C之间时,各传热管的总传热系数的增加速度相对较慢,因为在该温度差区域中,传热管外部的传热形式主要是单相自然对流,且传热温度差趋于慢一点在该区域中,低肋管的热传递特性优于其他热交换管,因为低肋管的管外部的有效热交换面积大于其他热交换管的热交换面积。 ,并且管上的肋增加了壁表面附近流体的干扰。当传热温度不同时温度为20°C,直到在换热管表面发生饱和核沸腾为止,换热管的传热系数和总传热系数迅速增加,换热管的传热系数相似因为试管的外壁温度接近100°C,并且随着水箱中冷却水温度的升高,热交换管的外壁温度也会升高。此时,热交换管外部的热交换主要是过冷沸腾的,因此在过冷沸腾区域中发生变化。热管的传热(中国热交换器行业的发展)具有相似的特征。从图中还可以看出,在以过冷沸腾为主的区域中,多孔管也具有与低肋管类似的特性,但是在单个相对流动区域中,传热系数小于低肋管管。 1.3核沸腾实验由于附着在管壁上的气体和实验管中的气体会影响实验的准确性和实验的可重复性,因此对实验管的表面和实验系统的内部进行脱气在实验开始之前,将实验设备移除。不可冷凝的气体,然后检查测量系统的工作状况。然后,通过蒸汽加热冷却水箱中的冷却水直到发生稳定的核沸腾,然后调节电加热锅炉的加热功率以将锅炉中的压力保持在稳定值。在稳定之后,记录热交换管的壁表面的温度和冷凝。液体量。然后调节锅炉的电加热功率,使锅炉中的蒸汽压力达到下一个实验点。实验稳定后,记录热交换管壁表面的温度和冷凝物体积。重复上述实验过程以完成实验。通过处理实验数据,获得了如图所示的实验结果。可以看出,在成核沸腾状态下,整体翅片管的管外热通密度与管壁表面的热通密度相似,且管和低肋管的热通密度高于管和低肋骨管的直径。壁厚(1.5mm)的2倍,是低碳带管的1.6倍。这是因为当热交换管的壁表面经受强烈的核沸腾时,一体式针状翅片管和多孔管壁面的汽化芯数大于光管的蒸发核芯数,并且致密的针状翅片小孔抑制了大气泡的形成,因此壁附近的流体扰动严重,此外,整个针翅管的针翅的存在增加了管外部的热交换面积,因此,热交换管的外表面的过热较小,并且管外部的热通量大于灯管和低肋管的热通量。 2结论通过实验研究,比较分析了几种自然对流,过冷沸腾和核沸腾状态下换热管的传热特性。得出以下结论:1)整个销鳍管的有效传热面积大于其他结构的传热管,小销鳍增加了壁流体的扰动,因此传热特性沸腾区内的整个针翅片管优于其他换热管; 2)合理的翅片壁面可以改善换热管。单相自然对流和成核沸腾状态的传热系数实现了换热器的小型化。热交换设备。