论文部分内容阅读
本文应用能量平衡和平衡原理，分析了中原油田4台在用水套加热炉的能耗状况，结果显示水套加热炉的排烟损失和传热损都较高，表明换热过程的低效是造成水套加热炉热效率低的主要原因。应用Fluent软件模拟了水平圆管内的流动以及水平圆管外表面的膜状凝结换热过程，分析了管内流体雷诺数、管内流体入口温度、管壁温度、蒸气流速以及饱和蒸气压力对膜状凝结换热系数的影响规律。管内流动模拟需要添加管外换热系数的UDF，而管外膜状凝结换热过程的模拟则需要添加气液相变的质量和能量传递的源项。通过分析发现，管内流动雷诺数和管外蒸气流速对整个换热过程的影响较大。应用Fluent软件的动网格技术模拟了圆管振动对圆管表面液膜的作用过程，分析了振动参数对液膜脱落的影响。通过模拟结果的对比发现，振动能够缩短液膜脱落的时间，从而达到提高凝结换热效果的目的。此外，振动使得圆管两侧蒸气流场流速增大，对液膜的作用力增强，最终加速液膜的脱落。本文建立了PTFE涂层表面的滴状凝结的数学模型，分析了接触角和涂层厚度对滴状凝结换热系数的影响，从理论上分析出PTFE膜厚不宜超过15μm。最后本文研制了小型负压相变加热炉并进行了能耗检测。检测结果显示，负压加热炉在热效率、排烟温度和过量空气系数等方面都优于普通的水套加热炉，同时分析了检测热效率偏低的原因，指出了进一步改进的方向。