【摘 要】
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我国正在加快现代化建设的脚步,能源消耗也在与日俱增,随着能源短缺问题的出现,能源的节约以及高效利用受到人们的关注。ORC地热发电是近几年来较为热门的中低温利用手段,对缓解能源问题起着重要的作用。本文针对ORC地热发电系统的冷凝部件,提出了一种新型的管内渗流蒸发式冷却器。本文对蒸发式冷却(冷凝)器的传热传质过程进行了理论分析,总结了热质交换过程中各换热系数、传质系数关联式,为实验关联式的拟合提供参考
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我国正在加快现代化建设的脚步,能源消耗也在与日俱增,随着能源短缺问题的出现,能源的节约以及高效利用受到人们的关注。ORC地热发电是近几年来较为热门的中低温利用手段,对缓解能源问题起着重要的作用。本文针对ORC地热发电系统的冷凝部件,提出了一种新型的管内渗流蒸发式冷却器。本文对蒸发式冷却(冷凝)器的传热传质过程进行了理论分析,总结了热质交换过程中各换热系数、传质系数关联式,为实验关联式的拟合提供参考依据,根据提出的新型蒸发式冷却器,搭建了单管实验台,采用50℃、60℃、70℃三种不同的热源温度,研究了通风量、热源流量、渗流水压对换热性能的影响。实验结果表明:在实验范围内,通风越大换热性能越好,在约5.8m3/h的通风量时,热源温度50℃的总传热系数可达557.9W/(m2?K),换热量为119.2W。在热源流量的影响实验中,换热量与总传热系数随热源流量的增大先增大后逐渐减小,热源温度为70℃的换热量变化范围在160~290W之间,当热源流量在0.18m3/h时换热量达最大值约290W;在本实验条件下存在一个最佳的热源流量范围即0.15~0.2m3/h,使得总体换热性能良好,当超过这个范围就会使得换热性能大幅下降。对70℃的热源进行了渗流水压的影响实验,总的传热系数在500~710W/(m2?K)之间变化,随渗流水压的增大而增大,当水位高度达到119mm时换热系数达到最大约为708 W/(m2?K);再继续增加水位高度,换热系数只是出现小幅的波动,所以本实验的条件下存在一个最佳的渗流水压使得换热性能比较优异,即水位高度为119mm时的水压,如果再增大水位高度会使得水泵的功耗增加,但换热量与换热系数变化不大,此时的换热工况是不利的。本文最后进行了关联式的拟合,得出了热源与管壁的换热系数关联式以及管内水膜与空气间的传质关联式。在本实验条件下,两式能够与实验数据较好的吻合。
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