【摘 要】
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资料显示,我国可回收利用的工业余热资源十分丰富,若能将其充分回收利用,可显著地提高我国工业生产中的能源综合利用效率,在节能减排等方面发挥重要的作用。目前,我国工业余热中的高温废气（汽）、废渣等高品位热源回收利用的相关研究比较成熟,应用也比较广泛,而对于低温工业余热尤其是废水余热的回收利用研究较少,但是这一部分的工业余热因其存在的广泛性,其总量也是相当巨大的,具有极大的节能减排潜力。在工业余热回收方
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资料显示,我国可回收利用的工业余热资源十分丰富,若能将其充分回收利用,可显著地提高我国工业生产中的能源综合利用效率,在节能减排等方面发挥重要的作用。目前,我国工业余热中的高温废气（汽）、废渣等高品位热源回收利用的相关研究比较成熟,应用也比较广泛,而对于低温工业余热尤其是废水余热的回收利用研究较少,但是这一部分的工业余热因其存在的广泛性,其总量也是相当巨大的,具有极大的节能减排潜力。在工业余热回收方面,热管换热器是一种比较常用的换热设备,尤其是在高温烟气的余热回收中,气-气式、气-液式热管换热器均有大量的实用案例;其主要有以下几个优点:（1）换热性能好,（2）传热温差小,（3）安全可靠等。本文将通过理论分析、模拟计算以及实验验证三个方面,进行液-液式热管换热器应用于低温工业废水余热回收领域的研究。目前,热管换热器在液-液换热领域并没有较为成熟的计算公式,在现有理论研究基础上,参照气-液式热管换热器设计方法以及流体传热相关理论,归纳整理了液-液式热管换热器的设计计算公式,设计制作了用于低温废水余热回收的热管换热器。论文利用CFD数值模拟软件,对该换热器进行建模以及数值模拟计算,分析研究热管换热器在不同温度、不同水流量下的换热效果以及阻力损失。模拟结果表明,随着水流量的逐渐增加,该换热器的换热效果显著提升,但是随着流量的进一步增大,热管换热器的循环阻力也近似于成指数倍数的增长;在此基础上进行了一次能源效益分析,该能源效益的数值随着水流量的增加呈现出先增大后减小的趋势,在20.0倍水流量（即20000kg/h）时达到最高值。由此可得,热管换热器在实际应用中不可以盲目追求过高的水流量,本文研究条件下,推荐流速区间为0.16m/s～0.8m/s,推荐流量区间为4000kg/h～20000kg/h。最后搭建了实验平台,得出该换热器的实际运行数据。数据显示,本文设计的低温工业余热回收用液-液式热管换热器在测量范围内最高可回收的热量为18.77k W,,而由模拟以及分析规律可得,随着该换热器水流量的继续增加,换热量能够进一步提高,对实际工程运用具有重要的意义。
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