矩形缩放管内衰减性自旋流强化传热实验研究及优化的任务书.docx

矩形缩放管内衰减性自旋流强化传热实验研究及优化的任务书
任务书
一、课题背景
热交换器是现代化工生产中常用的一种重要设备，其传热效率及性能的稳定性对整个工艺流程的稳定运行具有重要意义。而在热交换器中，矩形缩放管是一种流动性较好、能够满足不同热传递要求的传热元件，被广泛应用于不同工艺领域的热交换过程中。由于矩形缩放管内涡流和二次流，热传递性能和温差的分布瞬时时间变化很大，且不同尺寸的矩形缩放管的传热性能差异也很大。因此，在研究和优化矩形缩放管的传热性能方面具有一定的重要意义。
针对以上问题，本研究希望通过实验方法，探究矩形缩放管内衰减性自旋流强化传热的机理及影响因素，并进一步对其进行优化，以提高矩形缩放管的传热效率和稳定性，为热交换器的设计与运行提供科学支撑和指导。
二、研究目标与内容
目标：
-探究矩形缩放管内自旋流对传热强化的作用机制；
-分析不同尺寸矩形缩放管内涡流和二次流对传热性能的影响；
-优化传热过程中的操作参数，提高矩形缩放管传热效率和稳定性。
内容：
1.设计和制作矩形缩放管传热实验装置，包括矩形缩放管和传热系统。
2.通过自流量控制和调节加热功率控制来实现不同条件下的传热实验。
3.采用恒温水槽和恒温循环水泵组成的水循环装置，控制热交换过程中的冷却水温度。
4.选取多组测试工况，对矩形缩放管内的强化传热效果进行测试，测试参数包括缩放管内部结构尺寸、衰减性自旋流的影响、加热功率和冷却水流量等因素。
5.对实验数据进行统计分析，探究影响强化传热的主要因素，并通过回归分析和优化算法，对传热过程中的操作参数进行优化，并提高矩形缩放管的传热效率和稳定性。
三、研究方法
1.利用实验室制作的矩形缩放管传热实验装置，通过自流量控制和调节加热功率控制来实现不同条件下的传热实验。
2.选用恒温水槽和恒温循环水泵组成的水循环装置，控制热交换过程中的冷却水温度。
3.采用实验证明法，通过实验数据的统计分析来探究影响强化传热的主要因素，并通过回归分析和优化算法，对传热过程中的操作参数进行优化，并提高矩形缩放管的传热效率和稳定性。
四、研究计划和预期成果
研究计划：
1.实验设备的建设和调试（2周）；
2.样品制备和预处理（2周）；
3.实验参数优化与设计（2周）；
4.传热实验的实施与数据统计（4周）；
5.数据处理分析、模型建立以及参数优化（4周）；
6.结果总结和成果报告撰写（2周）。
预期成果：
1.通过实验方法，探究矩形缩放管内衰减性自旋流强化传热的机理及影响因素，并进一步对其进行优化；
2.得出影响衰减性自旋流强化传热提升的主要因素，并建立相应的统计分析模型；
3.优化传热过程中的操作参数，提高矩形缩放管的传热效率和稳定性；
4.撰写论文若干篇并提交SCI/EI/CSCD期刊；
五、研究保障
为确保研究的顺利开展，需要实验室提供必要的设备和场地支持。同时，还需要相关专业人士就数据处理分析及统计分析等方面提供相关技术支持。在实验过程中，还需要专门的人员对实验设备和安全事宜进行监管和管理，以保证实验的安全性和准确性。在物质方面，还需要相应的财政资金对实验费用和样品制备费用等进行资助。