水平螺旋槽管壁面降液膜传热特性的研究
本文从理论上探求小流量液体在水平螺旋槽管外壁面形成覆盖全表面的液膜和增强传热的机理，为海水湿法脱硫和管式高效传热传质元件的工程应用奠定理论和技术基础，对降低排污指标以改善微型燃烧器燃烧过程等方面也有重要的指导意义。本文利用流体力学的基本原理，同时考虑薄液膜的表面张力和重力的影响，建立了小流量液体在水平螺旋槽管外壁面形成降液膜的流动和强化传热的数学模型，得到了流动速度和液膜厚度的解析解，进而分析了在蒸发、冷凝时槽道表面几何形状对液膜厚度分布的影响以及多头螺旋槽管发生流体掺混时的液膜厚度分布。据此设计槽道几何形状，使得液体在管表面得到最大程度的润湿，以形成有效的强化传热液膜分布。此外，对壁面液膜分布所导致的传热强化及其原因也进行了理论分析。研究表明，流体液膜在沿螺旋槽向下流动的过程中，在槽道边缘附近液膜厚度较薄，而在槽道谷底附近液膜厚度较厚；槽道表面几何形状对液膜厚度的影响非常明显，在浅槽范围内，槽道越深，开槽数目越多，则强化传热效果就越好；冷凝时的液膜厚度分布特别均匀，变化幅度也不大；多头螺旋槽管和单头螺旋槽管相比，由于相邻槽道间流体的相互掺混，液膜厚度分布更薄更均匀；液膜的平均努谢尔特数沿着槽道螺旋线的法向横截面方向的分布情况完全是由液膜的流动和传热特性所决定的。课题的研究成果已应用于微型燃烧器的油膜燃烧并进行了设计和试验研究，结果不仅提高了燃烧效率，而且改善了燃烧器的各项排污指标，达到了节能环保的要求。
水平螺旋槽管;传热特性;降液膜;液膜厚度分布;海水湿法脱硫;微型燃烧器
中国海洋大学
硕士
环境工程
梅宁
2005
中文
TK223.23;TK124
78
2006-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）