木材工业尾气余热利用中水蒸气凝结换热实验开题报告

1. 研究目的与意义

1、木材工业尾气的湿度一般较大，余热回收利用中，通过吸收水蒸气的相变潜热，可回收大量的尾气余热，有利用提高能源的利用率。分析高湿尾气对流凝结换热的基本过程与特征，研究影响对流凝结换热的各种因素。

2、以光管换热器作为尾气余热回收装置，为简化实验，利用高湿空气代替高湿尾气进行对流凝结换热实验，整理实验数据的整理，分析实验结果等，获得凝结液形貌、换热性能等特征及其相应的影响因素，分析提高对流凝结换热的可行方案。

2. 国内外研究现状分析

1、国内对于管内冷凝的研究

大连理工大学的尹铭、陈嘉宾和马学虎对水平管内低压水蒸汽冷凝现象进行了实验研。考察了冷却水流量、温度恒定条件下热流密度、蒸汽压力、蒸汽流速对冷凝换热系数及总传热系数的影响关系，同时考察了总传热温差、蒸汽进出口温差及压降随热流密度变化的关系。他们得到的结论主要有：水平管内低压蒸汽冷凝过程与常压条件下蒸汽冷凝过程相同，管内冷凝换热系数、总传热系数随热流密度、蒸汽压力的增大而增大，但热流密度、蒸汽压力对低压蒸汽冷凝有着更为显著的影响，冷却水流量对其影响并不明显。实验范围内汽液界面热阻不可忽略，且其对冷凝换热过程的影响随蒸汽压力的增大而减弱。水平管内低压蒸汽冷凝的管内冷凝换热系数大于nusselt理论计算值。表明蒸汽动能和凝液重力势能相对大小的参数对其有显著影响。

重庆大学陈清华、崔文智和辛明道等人为了得到不同流型下的换热性能，以r134a为工质对两种不同微肋几何结构的三维水平内微肋管进行了实验研究，通过可视化措施对流型及其转换进行了观测。结果表明：在soliman流型图上，三维内微肋管环状流的分界线较之于光管向左平移了一段距离，即环状流与波状流的转换判据由付鲁德数等于7减小到付鲁德数等于2。在较低的蒸汽流速和较低的干度下，三维内微肋管仍能维持环状流的状态。环状流区的实验数据回归的换热关联式与实验值的最大偏差在25%以内。同时，他们通过改进加工方法后开发出了一种新型水平三维内微肋管。并采用该管型以r134a为工质进行了管内凝结传热实验。将实验得到的局部换热系数与相同工况下shah的水平光滑管内凝结换热关系式的预测值进行了比较，结果在该实验质量流速范围内，该三维内微肋管的局部凝结换热系数(x=0. 6时)是光管的1.73倍，平均强化比为2. 2。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

1、学习木材工业余热回收利用的意义、尾气的特点、回收装置的结构与运行特点等。

2、分析木材工业尾气余热回收过程中的水蒸气的凝结特点、露点的影响因素，研究冷凝换热时的换热规律。

4. 研究创新点

1.根据理论分析预测实验数据的准确性；

2.注重提高实验结果的准确性，减少因失误而带来的无效数据

3.利用实验装置，分析实验结果，获得水蒸气凝结液形貌、换热性能等特征及其相应的影响因素，分析提高对流凝结换热的可行方案。