竖管外含不凝气体蒸汽凝结换热特性及强化换热实验研究的开题报告.docx

竖管外含不凝气体蒸汽凝结换热特性及强化换热实验研究的开题报告
一、研究意义及背景
竖管外含不凝气体蒸汽凝结换热过程通常被应用于海水淡化、化学工业、空调等行业，因其高效率、低耗能、节省资源，深受广大工程师的青睐。同时，非凝气体的换热特性对换热效率的影响也备受关注。因此，我们需要对其进行深入研究，以进一步提高其换热效率和应用价值。
目前，已经有许多学者对竖管外含不凝气体蒸汽凝结换热过程进行了研究，但是这些研究大多停留在理论分析层面，对实际应用的引导意义不强，并不足以满足实际需要。因此，我们需要进行实验研究，对竖管外含不凝气体蒸汽凝结换热特性进行详细的探究。
二、研究目的
本研究的主要目的是：
1.探究不凝气体的物理性质以及对换热特性的影响；
2.研究竖管外含不凝气体蒸汽凝结换热过程的基本规律；
3.研究不同操作条件下竖管外含不凝气体蒸汽凝结换热量的变化规律；
4.探究竖管外含不凝气体蒸汽凝结换热过程的强化方式，提高换热效率；
5.为工程实践提供参考和指导。
三、研究内容及方法
本研究的主要内容包括实验研究和数据分析两个部分。
1.实验研究部分
本实验将选取常用的高效散热片竖管进行热交换。实验室将建立一套竖管外含不凝气体蒸汽凝结强化换热的实验装置，根据不同的实验设计方案进行实验。实验包括以下内容：
（1）制备不凝气体：我们将选择适当的气体作为不凝气体，并根据实验要求制备相应的气体。
（2）实验装置的搭建：搭建制作好的实验装置，将不凝气体和水加入实验装置中，随后使高温物体散发出的气体流过竖管，最终实现热量的传递和换热。
（3）测试数据记录：根据实验要求测试实验数据，并及时记录相关数据。
2.数据分析部分
对实验所记录数据进行数据分析、计算，并通过相关软件对某些数据进行处理。以此推导出不凝气体对竖管外蒸汽凝结换热的影响规律、换热效率等。分析包括以下内容：
（1）不凝气体的物理性质：通过实验测试得到不凝气体的物理性质数据，分析不同气体对蒸汽凝结换热的影响。
（2）竖管外含不凝气体蒸汽凝结换热规律：通过实验记录数据，分析竖管外含不同气体时蒸汽凝结换热规律，并探讨其基本规律和变化趋势。
（3）换热效率：根据实验数据，计算出不同实验条件下的换热效率，并探究其变化规律。
（4）强化换热研究：通过对实验数据进行分析，探究竖管外含不凝气体蒸汽凝结换热的强化方式，提高换热效率。
四、研究预期结果及意义
通过本研究，我们预期能够实现以下预期结果：
1.掌握不凝气体的物理性质，进一步明确其对竖管外蒸汽凝结换热的影响。
2.研究竖管外含不凝气体蒸汽凝结换热过程的基本规律，为实际应用提供理论基础。
3.探究竖管外含不凝气体蒸汽凝结换热过程的强化方式，为实际应用提升换热效率。
4.为实际工程提供相关数据和参考指导，促进工程实践智能化、高效化，满足实际需求。
五、研究计划
时间节点：
2022年3月-4月：文献调研以及理论计算
2022年5月-6月：实验装置准备和测试数据采集
2022年7月-8月：数据分析和结果统计
2022年9月-10月：研究成果撰写和汇总
参考文献：
[1]肖稳,周晓君,马强.基于实测数据的发动机水冷却优化[C]//第22届全国内燃机重要科学问题研讨会,2019.
[2]王义锟,裴大琴,董汝辰.利用锥形高效换热管冷凝含不凝气体的蒸汽[J].热科学与技术,2017,16(4):46-50.
[3]韩涛,张卫东,张清华.含不凝气体的水汽混合物在精细管束中的自然冷凝[J].农业机械学报,2017,48(6):292-301.
[4]张志勇,吴建平,蔡富康,等.神华融合气化发电机组废余热回收系统的热力学性能模拟[J].电力系统保护与控制,2020,48(05):116-122.